Даниил Данин - Резерфорд

Так «Рейнольдс ньюс» оказалась первой из газет, оповестившей широкий мир, что в Кембридже расщеплен атом. Наверняка расщеплен, а не проблематично, как это было в Манчестере. И сохранилось свидетельство все того же Тома Клерка, что статья в «Рейнольдс ньюс» явилась одной из крупнейших сенсаций на Флит-стрит за всю историю этой улицы лондонских газетчиков и издателей.

…Хотя это рассказано «забегая вперед», едва ли стоит теперь возвращаться назад к прерванным раздумьям сэра Эрнста за рулем его старого автомобиля, бегущего из Кембриджа в Лондон. И едва ли стоит описывать триумфальный успех его второй Бэйкерианской лекции. Можно было бы не касаться подробней и самого ее содержания, если бы позже, в 30-х годах, не утвердилась за нею слава пророческой. Правда, легко возразить: вот уж в чем нет для нас никакой новизны — это в упоминаниях об интуитивных прозрениях Резерфорда. Но здесь был случай особый.

В лекции тесно соседствовали экспериментальные факты и теоретические догадки. Иные из фактов сами еще недавно были недоказанными предположениями. И среди них — тот фундаментальный факт, что альфа-обстрел выбивает из атомов азота H-частицы — водородные ядра.

«После моего переезда в Кембридж эта проблема подверглась штурму с нескольких направлений». Дав эту справку будущим историкам, он целый раздельчик Бэйкерианской лекции посвятил довольно подробному рассказу об экспериментальных ухищрениях, позволивших, наконец, добиться желанного: по отклонению в сильном магнитном поле и другим достоверным данным надежно установить, что у длиннопробежных частиц масса и заряд водородных ядер — H +1. Он не забыл с благодарностью отметить, как в установлении этого факта ему помогли Джемс Чадвик и рисёрч-стьюденты из Японии — д-р Ишида и д-р Шимицу. И конечно, Кроу.

А факт был фундаментальным не только потому, что окончательно доказывал возможность лабораторного превращения одних элементов в другие. Он, этот факт, служил исходным пунктом множества заманчивых теоретических догадок о строении атомных ядер. И Резерфорд в заключительных главках лекции дал волю своему конструктивному воображению.

Иным из его тогдашних догадок не суждено было оправдаться. Другим — надо было только дождаться своего часа. И среди них арифметически простым догадкам о существовании ряда легких ядер, столь бесхитростно построенных природой, что кажется, будто мысль об их реальности должна была возникнуть у физиков сама собой. Иначе говоря, те догадки Резерфорда — числом четыре — обладали обычным свойством его научных прозрений: почти детской очевидностью. О двух из них он рассказал в Бэйкерианской лекции так:

Рассматривая вопрос о возможной конституции элементов, естественно предположить, что они построены в конечном счете из водородных ядер и электронов. С этой точки зрения ядро гелия состоит из четырех ядер водорода и двух отрицательных электронов с результирующим зарядом +2…

Если это наше предположение справедливо, представляется весьма вероятным, что один электрон может так же точно связывать два H-ядра и даже одно H-ядро. В первом случае это влечет за собой возможное существование атома с массой, равной примерно 2, и зарядом ядра +1; такой атом должен рассматриваться, как изотоп водорода. Во втором случае рождается идея возможного существования атома с массой, равной 1, и нулевым зарядом ядра.

С ясностью, не оставлявшей никаких сомнений, в этих строках были предсказаны, во-первых, тяжелый водород — дейтерий и, во-вторых, незаряженная ядерная частица — нейтрон. Чувствуя, что вторая из этих догадок будет встречена с крайним недоверием, Резерфорд постарался мотивировать ее подробней:

Такая атомная структура кажется решительно невозможной. По современным представлениям, нейтральный атом водорода рассматривается как система из ядра с единичным зарядом и электрона, присоединенного к нему на расстоянии, и водородный спектр приписывается перемещениям этого отдаленного электрона. Однако при известных условиях может случиться, что электрон будет сочетаться с H-ядром в гораздо более тесной близости, образуя своего рода нейтральный дублет.

Сказать еще что-нибудь в защиту идеи такого дублета он не мог. Но для того чтобы пленить воображение слушателей и, быть может, соблазнить кого-нибудь из коллег на поиски атома с нулевым атомным номером, он попытался в нескольких чертах набросать необычайный портрет нейтрона. До сих пор этот портрет удивляет физиков своей точностью. И вещной предметностью теоретического мышления! Новый микрообъект был логически слеплен отнюдь не по образу и подобию уже известных обитателей микромира, а в резком противоречии с их образом и подобием. И право же, снова хочется утверждать, что этот человек вопреки законам природы реально заглядывал своим мысленным взором в атомные миры и потому-то мог с такой скульптурной отчетливостью вести рассказ о повадках еще не открытой частицы.