Открытие Джи - Джи

Резерфорду же, как ни странно, некогда было переживать свое разочарование: в Кавендишевской лаборатории произошло событие, поразившее всех.

Пятидесятилетний профессор Вюрцбергского университета Вильгельм Конрад Рентген решил поздравить своих коллег с наступающим 1896 годом. По старому немецкому обычаю, он отправил первого января красочные праздничные конверты, в которые были вложены довольно странные знаки поздравления.

Это были изображения человеческой руки в натуральную величину с ясно видимыми костями, а также кошелька с монетами внутри и связки ключей внутри деревянного ящика. Все это было сфотографировано при помощи нового вида лучей, проникающих сквозь непрозрачные вещества и оставляющие тень от плотных предметов на фотографической пластинке.

Профессор Рентген назвал их икс-лучами, потому что не знал, что они собой представляют.

Тотчас по получении удивительных новогодних поздравлений все бросились доставать индукционные катушки Румкорфа с прерывателем и вакуумные насосы. Стало известно, что икс-лучи можно получить с помощью вакуумных трубок, если возбуждать в них электрический разряд индукционной катушкой Румкорфа. От этих трубок, оказывается, исходило проникающее, невидимое излучение, которого раньше никто не замечал. По сути дела, эти икс-лучи исходили от тех же «трубок Крукса» с катодными лучами. А их умели выдувать все стеклодувы.

Однако если в Кембридже сообщение о новых лучах было встречено бурной радостью и живым интересом, то в лаборатории немецкого физика Филипа Ленарда зловещая атмосфера усугубилась еще больше.

После того как этот угрюмый ассистент профессора Герца побывал в пансионе миссис Кемп и пытался узнать, чем занимается Томсон, он пришел к выводу, что Джи-Джи не является его соперником по исследованию катодных лучей. Фанатически одержимый немец преклонялся только перед авторитетом Крукса. Он вычитал из его работ описание явлений в катодно-лучевых трубках и счел себя на пути к раскрытию их тайн.

Для этого он решил воспользоваться не только своими, но и чужими, давно забытыми работами.

Он разыскал на чердаке лаборатории старые приборы своего соотечественника, физика Гольдштейна, и повторил его эксперименты с катодными лучами. Ленард был достойный подражатель, в этом ему отказать нельзя. Затем он занялся собственными исследованиями и, вставив в одну из стеклянных вакуумных трубок окошко из алюминиевой фольги, вывел катодные лучи наружу. Правда, и это не было его открытием, потому что первым обнаружил прохождение катодных лучей сквозь золотую и алюминиевую фольгу его учитель — Генрих Герц. Но Ленард недаром считал себя немцем, умеющим повиноваться. Он повиновался своему шефу Генриху Герцу… и тихо присвоил себе его открытие.

В то новогоднее утро, когда Вильгельм Рентген щедро рассылал своим коллегам первые результаты обнаруженного им нового излучения, Ленард ничего не подозревал. Он отложил в сторону неразрезанную брошюру Рентгена, купленную в газетном ларьке по дороге в лабораторию. Ленард был скуп и не торопился разрезать страницы, пока не убеждался в том, что в лабораторию не поступили бесплатные экземпляры статьи. Бесплатное издание так и не поступило. Прошло время, и до Ленарда дошли слухи о необычайном открытии Рентгена. Тут только он бросился к своему огромному столу и, уже не мешкая, взрезал острым ногтем указательного пальца толстые страницы. Впечатление превзошло все ожидания! Его обокрали! Начисто! Ведь это он первый вывел из круксовой трубки лучи наружу! Именно он, а не Рентген открыл икс-лучи! Вернее… Тут он задумался: вернее, что икс-лучи вовсе никакие не «икс», а просто катодные, вырвавшиеся из трубки. Оба они — и Рентген и Ленард — вывели их наружу. А если это не так, то дело запутывается: икс-лучи действительно открыл Рентген, а Ленард всего лишь вывел катодные лучи наружу.

Отбросив пока научную сторону дела, Ленард занялся усиленным сутяжничеством эа присвоение ему авторства открытия «мкс-лучей». В этом он понимал толк, и Лондонское Королевское общество уступило: ему вручили почетную медаль Румфорда вместе с Рентгеном. Научный мир еще не знал разницы между катодными и рентгеновыми лучами. Это было на заре развития электроники. Ленард ловко воспользовался этой неопределенностью в своих корыстных целях. По существу, он ошибочно принял оба вида лучей, вырвавшихся из катодных трубок, за один и тот же вид излучения.

А стратегия будущей большой науки продвигалась иными путями. В игру вошел Джи-Джи с его гениальной интуицией и бесстрашным обобщением. Началось знаменитое исследование, закончившееся открытием электрона.

Счет ведется на минуты… Но проходят годы

В двадцатых числах января все того же 1896 года Томсон попросил Эрнста Резерфорда спуститься с третьего этажа в его кабинет. Не было никаких разговоров о гольфе. Никаких чаепитий с черствыми брикетами. Никаких любезностей. И никакой отсрочки времени. Сейчас самое главное — лучи Рентгена, мощный возбудитель электрической проводимости в газоразрядных трубках. Получив в руки этот источник, гораздо более мощный, чем ультрафиолетовое излучение от дуги, можно разгадать механизм прохождения электрического тока через газы.

Итак, проблема икс-лучей была поставлена совершенно по-новому. Кроме изготовления «глубинных» фотографий, рентгеновы лучи были поставлены на службу газовому электрическому разряду.

28 января Джи-Джи в первый раз подверг рентгеновскому облучению сосуд с газом. Электрически не заряженньй* нейтральный газ под действием икс-лучей становился проводником электричества. После прекращения облучения он снова возвращался в исходное состояние. Таким образом, можно было легко возбуждать и уничтожать свойство газа проводить электрический ток. Томсон и Резерфорд, не прерывая ни на один день стремительный натиск экспериментально-теоретического исследования, вторглись в неизведанные «белые пятна» физики. Были испробованы многие газы при разных давлениях. Наблюдались удивительные веера яркого свечения, бегущие темные полосы, факельные, багровые разряды… Измерители тока показывали неожиданные пики и спады. Эффекты, связанные с прохождением тока через газы, захлестывали друг друга, как необузданная стихия. Ведь о физике газового разряда ничего не было известно. (Как, впрочем, и сегодня о некоторых ее проблемах.) Но тогда оставалось неизвестным самое главное: что является переносчиком электрических зарядов в облученном газе?

Сначала возникло представление, что переносчики эти довольно велики: величиной с частицу табачного дыма или пылинку. Но потом мысль пошла по более верному пути: переносчики зарядов очень малы, это обломки молекул газов. И, наконец, в совместной работе Томсон и Резерфорд пришли к выводу, что обломки молекул сходны с электрически заряженными ионами в электролитах, но из осторожности назвали их сначала «проводящими частицами». Кроме того, неизвестно было, каковы сами носители зарядов, оторвавшиеся от этих обломков. Может быть, они имеют еще меньшую величину, чем ионы в электролитах? Джи-Джи не говорил открыто о своих предположениях. Он тогда еще молчал. «Проводящие частицы» постепенно становились «добрыми знакомыми», и их все чаще называли «ионами». Наконец была окончательно доказана их тождественность с жидкими электролитами. Но разница была весьма существенна: в электролитах ионы существуют всегда, а в газе только под действием внешнего ионизатора. Как только его убирают — ионы в газе исчезают, рекомбинируя, то есть объединяясь снова в нейтральные молекулы газа.