Резерфорд

Резерфорд повторял свой эксперимент с разными соединениями ураиа и ставил на пути радиации разные экраны.

Менялись показания квадрантного электрометра. Менялась кривизна экспонент. Но не менялась общая картина. В тех опытах радиоактивное излучение впервые обнаружило свою неоднородность. Резерфорд увидел урановую радугу — ему открылись в ней на первых порах два контрастных «цвета».

Так появились в атомной физике первые крестники Резерфорда: он назвал эти два типа излучения начальными буквами греческого алфавита — альфа-лучи и бета-лучи.

А гамма?

Нет, не он стал их первооткрывателем. По ряду чисто физических причин они не могли ему даться в руки той весной 1898 года. Они были открыты два года спустя Полем Виллардом, чье имя благодаря одному этому сохранилось в истории физики. Но достойно внимания вот что: возможное существование таких сверхпроникающих лучей было предугадано Резерфордом все в том же четвертом параграфе его первой работы по радиоактивности.

Непонятно, почему этого не заметили его биографы — ни Ив, ни Фезер, ни Ивенс, ни Роулэнд, ни Андраде, ни МакКоун… После фразы, в которой Резерфорд выразил сожаление, что сравнительно малая интенсивность бета-лучей не позволила установить экспоненту их поглощения с такой же аккуратностью, как для альфа-лучей, он написал заключительные слова четвертого параграфа:

…Может быть, существуют и другие типы радиации… очень большой проникающей силы.

Кончалась весна 1898 года. Его исследование было в самом разгаре, когда он, совсем как вырвавшийся далеко вперед лидер гонки на одиночках, вдруг услышал за спиною поскрипывание чужих уключин. Он оглянулся — его догоняли!.. Впрочем, это сравнение дважды неточно. Во-первых, когда год назад он впервые взвешивал на ладони чашку с урановой солью и готовился в путь, на старте не было никого. (Беккерель не в счет — он открыл саму трассу.) Во-вторых, те, кто пустился в дорогу позже, шли иным маршрутом. И все же психологически это верно: он услышал за спиной явственный скрип чужих уключин.

12 апреля 1898 года в Париже маститый академик Габриэль Липпман представил академии научное сообщение тридцатилетней исследовательницы Марии Склодовской-Кюри — «О лучах, испускаемых соединениями урана и тория».

И тория? Да, и тория! Обнаружился еще один источник беккерелевой радиации. Мария Кюри уведомляла Парижскую академию:

…Я пыталась выяснить, могут ли какие-нибудь вещества, кроме соединений урана, делать воздух проводником электричества…Ториевые соединения очень активны…Лучи тория обладают большей проникающей способностью, чем лучи урана.

Кажется, несколько раньше и независимо от Марии Кюри к тому же открытию пришел немецкий физик Шмидт из Эрлангена. Его работа была опубликована в майских «Анналах» Видемана и тотчас стала известна в Кембридже.

Резерфорд бросился к химикам.

Странное, почти мистическое чувство испытывал он, когда ему одалживали немножко азотнокислого тория и немножко сернокислого тория. Он смотрел на баночки с химикалиями и думал о молчании природы. Годами стояли на полке эти обыкновенные баночки, и никому не приходило в голову, что под тщательно притертыми пробками бушуют в безмолвии микробури. Никто о них не спрашивал у тория — и он молчал, как до Беккереля молчал уран. А стоило спросить — и ответ последовал без промедлений. Но у него, Резерфорда, есть уже в запасе и новые вопросы к торию. Ни в Париже, ни в Эрлангене их задавать наверняка еще не умеют. Совпадут ли ответы тория с ответами урана?

В его исследование непредвиденно вторгся новый материал. И в программе работы появился первоначально незапланированный параграф: «§ 7 — Ториева радиация».

Своим электрическим методом, как он его называл, Резерфорд сумел надежно установить, что радиация тория тоже двойственна. Ответы совпадали. Снова альфа- и бета-лучи. Только с иными экспонентами поглощения. И выязить ход этих экспонент оказалось гораздо труднее, чем для урановой радиации. Торий вел себя «очень капризно». (Резерфорд так и написал в отчетной статье.) Торий вел себя так, словно не был источником постоянного излучения. С сульфатом было легче работать, чем с нитратом. С раствором — легче, чем с твердой солью. Сила радиации менялась от случая к случаю почти в пять раз. И не было в этом никакой очевидной логики.

Однако необъяснимое — это ведь просто еще необъясненное! И на свете есть мало вещей, которые так намагничивали бы настоящего исследователя, как непредвиденные встречи со странными фактами. Резерфорд сразу понял, что он уже не отвяжется от тория, пока не распутает неожиданно подвернувшуюся головоломку. Но даже и он не мог бы предугадать, к каким громадным последствиям все это приведет.

Параграф седьмой стал для него зародышем будущего исследования. А тем временем надо было ускорить темп работы над ураном.

…Так, услышав скрип чужих уключин и оглянувшись, он немедленно приналег на весла. Он не мог успокаивать себя мыслью, что другие шли иным маршрутом и, в сущности, непосредственно не затрагивали темы, сейчас его волновавшей. Он уже втайне чувствовал себя хозяином реки. И все, что на ней совершалось, уже стало предметом его ревнивого внимания. И жадного любопытства. И успехи других заставляли спешить.

Тут не было никакого сходства с его умонастроением в заключительные дни ливерпульского конгресса Би-Эй, когда он вдруг узнал об успешной работе Маркони. Там обстоятельства поставили его перед совершившимся фактом. И там вмешались в дело мотивы, чуждые науке. И появилось ощущение тупика. А тут лежала впереди необозримая даль широкой реки. И ни одной лодки до горизонта! Чужие весла всплескивают сзади, за спиной. В нем пробудилось честолюбие лидера.

Конечно, и это было проявлением счастливости Резерфорда, что в Париже взялись за беккерелево излучение такие гениально проницательные исследователи, как супруги Кюри. Он, Резерфорд, был создан для научного соревнования. Не умеющий быть отшельником, он не годился для одиноких прогулок за истиной. (В отличие от Эйнштейна он ни в молодости, ни в старости не мог бы мечтать об уделе молчаливого служителя на уединенном маяке.) Но и для научного соревнования пригодны немногие. Оно не терпит мелкости души. Оно только по виду соперничество, а втайне — сотрудничество. И требует искреннего великодушия и подлинного бескорыстия. Ему противопоказано тщеславие карьеризма. Оно нуждается в движущем честолюбии крупного масштаба. И велит соревнующимся быть не противниками, а партнерами. Резерфорд был создан для научного соревнования. И жизнь послала ему достойных партнеров.

Еще в апрельском сообщении Марии Кюри содержалось важное предсказание:

…Урановая смоляная руда (окись урана) и хальколит (фосфат меди и уранила) гораздо активнее самого урана. Факт весьма примечательный и заставляющий предполагать, что эти минералы включают, очевидно, какой-то элемент, обладающий несравненно большей активностью, чем уран.

А уже через три месяца, 18 июля 1898 года, Анри Беккерель представил Парижской академии следующую работу Кюри — на этот раз совместную работу Марии и Пьера. Само ее название было знаменательно: «О новом радиоактивном веществе, содержащемся в урановой смоляной руде». Вот когда впервые соединились слова «активность» и «радиация», дав начало эпохальному научному термину, с течением времени зазвучавшему так драматически: РАДИОАКТИВНОСТЬ.

Супруги Кюри сообщали:

…Мы полагаем, что вещество, выделенное из окиси урана, содержит прежде неизвестный металл… Если существование нового металла подтвердится, мы предлагаем назвать его полонием — в честь родины одного из авторов этой работы.

Выдающееся открытие еще нуждалось в подтверждении по весьма простой и досадной причине: Кюри не сумели сразу и надежно отделить радиоактивный полоний от нерадиоактивного висмута, предательски схожего с новым элементом по химическому поведению.