Даниил Данин - Резерфорд

— Нужно снова посчитать сцинцилляции, Эрни. Кто же это сделает лучше? А с актинием пусть пока повозится Перкинс один. — И добавил: — Может быть, мы не пожалеем о потерянном времени…

Он добавил это, не имея в виду решительно ничего определенного. Просто вспомнил, как ровно пять лет назад, тоже невзначай, попросил он того же Марсдена посмотреть, нельзя ли наблюдать прямое отражение альфа-частиц. И Марсден вспомнил о том же. И они чуть улыбнулись друг другу. И вероятно, потому улыбнулись, что у обоих мелькнула прельстительная мысль: если тогда родилось атомное ядро, отчего бы и сейчас не родиться чему-нибудь эдакому?

Впрочем, может быть, все началось с других психологических подробностей. Но важно, что вначале была встреча Резерфорда, Дарвина, Марсдена. В этом варианте многое документально точно.

Замысел Дарвина был очень понятен.

До сих пор при изучении рассеяния альфа-частиц всех интересовала судьба только самих этих частиц. Так было и в опытах Гейгера—Марсдена по рассеянию в твердых мишенях и в опытах Резерфорда—Нэттолла по рассеянию в газах. Измерялось лишь то, что имело отношение к поведению альфа-снарядов: углы их отклонения от прямого пути, и прочее, и прочее. По этим данным делались умозаключения о свойствах атомов рассеивающей среды. Но что происходило при альфа-бомбардировке с самими бомбардируемыми атомами, никак не регистрировалось.

А что тут можно было регистрировать? Особенно в случае мишеней из тяжелых металлов. Их атомные ядра — массивные и многозарядные — при столкновении с альфа-частицами не могли заметно изменить даже свое механическое движение. Поддавался измерению разве что суммарный тепловой эффект от долгой альфа-бомбардировки. (Тот, что Резерфорд когда-то замерял в Монреале с Говардом Бэрнсом, а потом в Манчестере — с Гарольдом Робинзоном.)

Другое дело — легчайшие ядра, водородные. Альфа-частицы в четыре раза массивней их и, если позволительно так выразиться, в два раза заряженней. Дарвин решил теоретически рассмотреть рассеяние альфа-лучей на водороде и предсказать, что будет происходить не только с альфа-частицами, но и с H-частицами, то есть с водородными ядрами. Несложные расчеты сразу продемонстрировали возможность яркого количественного эффекта.

В результате прямого попадания альфа-частицы в H-ядро оно приобретет скорость в 1,6 раза большую, чем скорость самого альфа-снаряда. И оно способно будет пролететь сквозь толпу других водородных атомов расстояние, в четыре раза превышающее пробег альфа-частиц.

Конечно, прямое попадание или лобовое столкновение — статистическая редкость. Но при хорошем источнике альфа-лучей и достаточно плотной атмосфере водорода такое событие обещало быть довольно вероятным. И ожидалось появление немалого числа длиннопробежных H-частиц. Резерфорду казалась вполне реальной перспектива наблюдать их по вспышкам на сцинцилляционном экране.

— Если за дело возьмется такой мастер, как старина Марсден, все будет в полном порядке, не правда ли, Эрни?..

Однако почему Резерфорду так хотелось знать, «прав ли Чарли»? Ради лишнего подтверждения планетарной модели атома? Вообще-то говоря, в те времена даже ради одного этого стоило ставить трудоемкие опыты. Но они сулили и кое-что большее.

Максимальный пробег H-частицы свидетельствовал о максимальной силе взаимодействия между нею и альфа-частицей, то есть о наибольшей силе отталкиванья двух одноименно заряженных шариков: водородного ядра (H +) и ядра гелия (He ++). А эта кулоновская сила при прочих равных условиях всего больше, когда заряды сближаются всего теснее. Сойтись же ближе, чем на сумму своих радиусов, два твердых шарика не могут. И потому появлялась возможность добыть оценку геометрических размеров двух самых легких атомных ядер.

По Дарвину получалось так: сумма радиусов H +и He ++должна иметь величину порядка 10 -13сантиметра. Точнее: не больше 1,7·10 -13сантиметра. Иными словами, у легких ядер должны обнаружиться электронные размеры. Это ли не было обещанием содержательной информации!

А кроме того, картина рассеяния позволяла сделать важные выводы о распределении сил в окрестностях атомного ядра.

Как и пять лет назад, Марсден снова стал засиживаться в лаборатории допоздна. Правило шефа — «ступайте-ка домой и думайте!» — снова на время перестало действовать. Теперь о Марсдене, как прежде о Гейгере, можно было говорить, что он превратился в «демона счета» сцинцилляций. Такое же превращение ждало и демонстратора Вильяма Кэя: по весьма дальновидному распоряжению шефа он должен был помогать Марсдену.