Цепная реакция идей

Фредерик Жолио-Кюри был не только одаренным ученым-физиком. Он был также художником, писателем, музыкантом. Как многие талантливые личности некоторым заурядным людям он мог показаться чудаком. Профессор Жан Тейяк писал о нем: «Жолио-Кюри обладает той интуицией, которая создает великих физиков, как и великих художников. Да и он сам говорил, что работа экспериментатора сродни работе художника».

Ф. Жолио-Кюри увлекался живописью, писал натюрморты, пейзажи и, уподобляясь в искусстве экспериментатору, пытался найти истоки художественного мастерства и вдохновения.

Серьезная и напряженная работа в сочетании со спортом и различными хобби, вроде рыбной ловли, вероятно, способствовала тому идеальному духовному и физическому состоянию личности Фредерика, которое позволяло ему жить до предела насыщенно и интересно.

По данным, приведенным в статье известного французского радиохимика М. Гайсинского, Фредерик Жолио-Кюри был членом одиннадцати иностранных академий и почетным доктором девяти университетов.

Раздумывая о личности этого одаренного человека, вспоминаешь слова Мари Кюри из биографии Пьера Кюри: «Жизнь великого ученого в лаборатории — не спокойная идиллия, как думают многие; она чаще всего упорная борьба с миром, окружающими и с самим собой. Великое открытие не выходит готовым из мозга ученого, как Минерва в доспехах из головы Юпитера, оно есть плод предварительного сосредоточенного труда. Среди дней плодотворной работы попадаются дни сомнений, когда ничто как будто не выходит, когда сама материя кажется враждебной, и тогда надо бороться с отчаянием».

Эта яркая и вдохновенная характеристика интеллектуальной жизни и таинства творчества ученого может быть полностью отнесена к Фредерику Жолио-Кюри, чей духовный мир был необыкновенно богат.

Личное обаяние и темперамент Жолио-Кюри отмечали все его друзья и сотрудники.

Ежедневно по нескольку часов работал он в лаборатории — это было неукоснительным правилом. Фредерик выполнял всю будничную работу физика-экспериментатора. Он не бросал ее, когда был одновременно директором Лаборатории Кюри Института радия (1956 год), руководителем Института ядерной физики и возглавлял строительство крупного атомного центра в Орсе.

Жолио-Кюри говорил, что в коллективной научной работе авторитет руководителя не может насаждаться строгими мерами. Авторитет руководителя рождается в результате невольной оценки его поступков и личных качеств: таланта, эрудиции, смелости, скромности, и конечно, достигнутых научных результатов.

Ученики Ф. Жолио-Кюри рассказывали, что один раз в год все сотрудники лаборатории собирались для обсуждения накопившихся вопросов. Такая периодичность, по мнению Ф. Жолио-Кюри, была вполне достаточна для того, чтобы рассмотреть задачи, имеющие общий интерес, представить новых сотрудников, принятых в институт, и сделать какое-либо важное научное сообщение.

Когда происходили эти ежегодные совещания, Фредерик руководил ими так, чтобы максимально предоставить инициативу сотрудникам. Если он сам делал научное сообщение, то требовал, чтобы обсуждение велось сразу по ходу изложения.

«Не следует бояться прервать меня, — говорил Жолио-Кюри, — чтобы попросить разъяснений, позволяющих уловить весь ход мыслей, чтобы задать вопрос, даже если он покажется глупым, или что-то добавить». Жолио-Кюри считал, что живая беседа между учеными и непосредственный обмен мнениями — главная характерная черта научной дискуссии.

Известная статья Фредерика Жолио-Кюри, озаглавленная «Размышление о гуманизме науки», заканчивалась следующими словами: «Ученые, может быть, более способны с уверенностью представить себе ту огромную радость жизни, которую наука принесет всем человеческим существам в мире справедливости и мира. Да, каждое мгновение они будут приносить счастливые открытия своим братьям; открытия, которые навсегда изгонят ужасы наваждения великих бедствий, наваждения болезней, убивающих каждый день в расцвете сил мужчин, женщин, детей; открытия, которые сведут к ничтожной величине время, требующееся для обеспечения жизни всем необходимым; открытия, которые, освободив каждого от материальных тягот, позволят ему отдаться высшей радости — открывать и творить».

В 1932 году Ирен и Фредерик Жолио-Кюри, имея в своей лаборатории мощный полониевый источник альфа-частиц, решают повторить опыты двух немецких физиков, Боте и Беккера, выполненные ими в 1930 году, но до сего времени не получившие удовлетворительного объяснения.

В те годы во всех лабораториях мира физики были увлечены опытами по бомбардировке частицами самых различных мишеней. Боте и Беккер бомбардировали легкие элементы — бор, бериллий и другие. Они обнаружили, что при подобной бомбардировке возникает новое, странное излучение такой проникающей силы, что его почти не ослабляет свинцовая пластинка толщиной 10 сантиметров. После опубликования данных об этом опыте, огромное значение которого выяснилось позже, проникающее излучение получило временное название излучения Боте — Беккера.

Еще в 1920 году Эрнест Резерфорд на заседании Британской ассоциации содействия развитию наук в своем докладе об успехах в исследовании ядра высказал предположение, которое в то время было настолько неожиданным, что не привлекло к себе внимания ученых. Резерфорд сказал, что, по его мнению, в ядре может существовать незаряженная частица, равная по массе заряженной частице — протону (ядру водорода), открытой им самим. Он предложил назвать эту нейтральную частицу нейтроном.

Трудно сказать, знали ли об этих предсказаниях Резерфорда немецкие экспериментаторы Боте и Беккер. В исторических документах науки точно зафиксировано, что Резерфорд после того, как он высказал предположение о существовании нейтрона, предпринял попытку получить эти незаряженные частицы. Он проводил свои опыты в Кевендишской лаборатории, директором которой стал к этому времени. Экспериментатор попытался получить нейтроны, пропуская сильный электрический разряд через водород. Попытки не увенчались успехом. Тогда был применен другой метод: исследователь бомбардировал алюминий альфа-частицами мощного излучателя (т.е. он проделывал то, что впоследствии осуществили Ирен и Фредерик Жолио-Кюри, придя при этом к замечательному открытию искусственной радиоактивности). Для Резерфорда, пытавшегося получить таким путем нейтроны, опыты по бомбардировке алюминия не дали желаемых результатов. В проведении этих опытов участвовал и ученик Резерфорда Джеймс Чадвик.

Восстановим исторический ход открытия нейтрона.

После неудач Резерфорд заявил, что нейтроны, в существовании которых он был твердо убежден, невозможно получить с помощью тех обычных средств лабораторного эксперимента, которыми владеют даже лучшие научно-исследовательские институты. Для этого необходимы значительно более высокие энергии, а энергия альфа-частиц мала.

С тех пор прошло много времени, и вот в 1930 году немецкие физики Боте (лауреат Нобелевской премии 1954 года) и Беккер обнаружили мощное излучение особенно при бомбардировке бериллия альфа-частицами. Исследователи предположили, что в их опытах возникает излучение с очень сильной проникающей способностью, подобного которому еще не наблюдалось ранее. Обнаруженное Боте и Беккером излучение, которое таило в себе грандиозное открытие, как часто бывает, сначала не привлекло к себе особого внимания. Фредерик и Ирен Жолио-Кюри решили повторить эти опыты лишь через два года.

Они применили для опытов ионизационную камеру, соединенную с очень чувствительным электрометром, и другой замечательный прибор — камеру Вильсона. Действие ионизационной камеры основано на том принципе, что под влиянием излучения радиоактивных веществ происходит ионизация газа в камере и возникает ионизационный ток. Таким образом, чем выше интенсивность излучения, тем большую величину тока покажет электрометр, соединенный с ионизационной камерой.

Камера Вильсона позволяет видеть и фотографировать следы пролетевших через нее частиц — треки. Она представляет собой вертикальный цилиндр, закрывающийся сверху прозрачным стеклом или плексигласом. Снизу находится поршень. Цилиндр заполняют пересыщенным паром. Если быстро опустить поршень, то в результате падения давления в цилиндре пар охлаждается и образуется туман. Каждая заряженная частица ионизирующего излучения, попадая в камеру Вильсона, служит центром конденсации, и при падении давления в цилиндре ее движение можно наблюдать в виде четкого трека, следа, состоящего из мелких капелек воды.