Владимир Львов - Альберт Эйнштейн

Поток событий в науке о строении материи продолжал стремиться вперед и вперед. 1 августа 1955 года физики-атомники Сиборг, Гиорсо и их сотрудники в Калифорнии известили об окончательном установлении факта существования ряда новых химических элементов, искусственно изготовленных путем «запрессовки» в тяжелые ядра дополнительных порций ядерного вещества. Один из этих элементов — 99-й по номеру в таблице Менделеева — получил название «эйнштейний». Другой — 100-й — «фермий». Затем последовали 101-й — «менделевий» и 102-й — свидетельство поистине безграничных возможностей Человека-творца и лепщика новых форм материи.

Новые мельчайшие кирпичики материи — антипротон и антинейтрон — были открыты в последующие недели и месяцы. Антипротоном («протоном навыворот») была названа атомная частица с массой = 1, но не с положительным, а с отрицательным электрическим зарядом. Антинейтрон рисовался как частица с обратным расположением магнитных полюсов по сравнению с нейтроном. Теоретики давно учитывали возможность их существования, равно как и возможность диковинной формы вещества, состоящего из «атомов навыворот» — отрицательных ядер, вокруг которых обращаются положительные электроны! В основе всех этих прогнозов лежало знаменитое уравнение, написанное в 1929 году Полем Дираком и объединившее в одно целое положений теории квант и частной теории относительности. Из уравнения Дирака вытекало, что каждой атомной частице должна соответствовать «античастица». Находка в 1932 году на опыте «антиэлектрона» (он же положительный электрон или позитрон) была первым триумфом уравнения Дирака и развитой отсюда «релятивистской электродинамики», преемственно связанной, как явствует из ее названия, с делом жизни Альберта Эйнштейна. Вслед за открытием позитрона наступила очередь антипротона. Экспериментаторы охотились за ним на протяжении двух десятилетий. Внушавшие сомнения известия о его находке поступали время от времени из разных мест. Теперь, осенью 1955 года, он был надежно настигнут наконец. Тут сыграли немаловажную роль те новые приборы — «счетчики Черенкова», о которых упоминалось ранее. Через год пришло открытие антинейтрона. Это было сделано в лаборатории Беркли (Калифорния) с помощью сверхмощных ускорителей частиц, расчет которых стал возможен на базе эйнштейновской механики. Владимир Иосифович Векслер в Советском Союзе и Эдвин Макмиллан в США положили эту механику в основу новых технических идей, расширивших безгранично возможности разгона атомных телец, возможности штурма материи. Применив для протонов принцип саморегулируемого движения по кольцевому пути в камере с выкачанным воздухом, доведя до огромной степени автоматичность и точность настройки (с учетом релятивистского роста массы, доходящего до пятисоткратной величины при 99,9 процента скорости света!), Векслер и Макмиллан открыли дорогу для получения пучков протонов с энергией в миллиарды и десятки миллиардов электроновольт. Вес железных сердечников магнитов в новых ускорителях достиг десятков тысяч тонн, диаметр полюсов — многих метров, поперечник машин-великанов — полусотни и более метров. Миллионы оборотов совершали теперь частицы, крутясь как бы в исполинской праще и проходя за несколько секунд путь, равный двойному расстоянию от Земли до. Луны! (Известие о пуске в ход в Советском Союзе синхрофазотрона на 10 миллиардов электроновольт облетело весь мир; на втором месте по мощности шел американский ускоритель — «беватрон» [90] [90] Термин «беватрон» происходит от сочетания латинских букв «b. e. v.», что означает сокращенно «биллионы (миллиарды)) электроновольт». на 6,3 миллиарда электроновольт в Калифорнии. Новые типы ускорителей, более изящные и скромные по размерам, лишенные железных сердечников и даже вовсе не нуждающиеся в электромагнитах обычного типа, были задуманы в Советском Союзе. Вероятная мощность этих новых ускорителей может достигнуть в будущем сотен миллиардов и даже триллиона электроновольт, и принцип их устройства коренится опять-таки в механике Альберта Эйнштейна. В процессе взаимодействия «релятивистских» (подчиняющихся законам теории относительности) частиц, в этом чудовищном клокочущем котле разъятой на части материи, как стало ясно, должна происходить словно бы переплавка вещества до самых первозданных его глубин, должны возникать новые формы материи, более необыкновенные, чем все то, с чем имели дело в ядре атома! В далеких областях вселенной нечто подобное происходит в том горниле, где рождаются потоки космических лучей. Стало ясно, что будущее науки о материи, будущее техники, будущее всей материальной культуры человечества скрывается здесь. Открытие антипротона и антинейтрона пришло как одна из первых ласточек новой эры. Мысль Эйнштейна, как мы видели, отбрасывала свой луч и в эти, еще загадочные края. Удар протона, несущего энергию в 6,2 миллиарда электроновольт, приводил в этих опытах к превращению части массы и энергии ударившего протона — согласно формуле Е = тс 2 — в массу и энергию «пары» заново образовавшихся частиц: в новый протон и в антипротон. Можно было предвидеть в таком случае, что и обратно: взаимное наложение одного отрицательного и одного обычного (положительного) протона должно повести к погашению их зарядов и к исчезновению обеих этих частиц с выделением всей содержимой в них массы и энергии в новой форме. То же должно происходить при столкновении нейтрона с антинейтроном. Единичные акты подобных диковинных столкновений были обнаружены, в действительности, уже в самых первых опытах с шестимиллиардновольтным ускорителем. Вычисление баланса масс и энергий по формуле Эйнштейна дает для этого процесса выход энергии, как уже говорилось, примерно в 1000 раз больший — в расчете на единицу массы, — чем выход энергии при делении ядер урана, и в 100 раз больший, чем в известных термоядерных реакциях. Кто взялся бы загадывать, к каким последствиям может привести в будущем эта цепь идей и находок, до первых проблесков которых не дожил несколько месяцев Эйнштейн?