Даниил Данин - Нильс Бор

В точности повторилась сцена, какую пятнадцать лет назад наблюдал Джеймс Франк в Берлине. Бор оставался все тем же.

1936… 1937… 1938…

Раз уж заладилось наше повествование о 30-х годах в этом ключе, то вот еще одна трель машинки, мгновенно уносящая с собою очередное трехлетие. Оно, пожалуй, И правда хорошо бы сразу шагнуть в год 1939-й, чтобы в воскресенье 16 января вместе с Джоном Арчибальдом Уилером не опоздать в нью-йоркский порт к прибытию лайнера «Грипсхольм», встретить сходящих с трапа Бора и Розенфельда, заметить не без удивленья, как они переглянутся в ответ на приветливо-пустое «что нового в Европе?», а через минуту тут же — на пирсе — услышать под честное слово сверхнеобычайное научное известие, и запомнить доверительно-пониженный голос Бора, озирающегося по сторонам, и успеть подумать о возможных причинах такой таинственности.

Но у того свиданья на пирсе была предыстория, у той предыстории — своя подоплека…

За пределами института на Блегдамевей первыми услышали о новой идее Бора его коллеги по Датской академии. 27 января 36-го года он прочел им доклад «Захват нейтрона и строение ядра». Через месяц этот доклад появился в лондонской Nature, чтобы стать достоянием всех. Было 29 февраля.

А между этими датами к сходной идее подошли по ту сторону океана, в Мэдисоне, Грегори Брейт и Эуген Вигнер. А несколькими годами раньше, как вскоре выяснил Бор, ту же мысль без конструктивных подробностей высказывал теоретик В. Харкинс. (У каждой хорошей идеи раньше или позже обнаруживаются прародители.)

…Компаунд-ядро — составное ядро.

Бор обесценил образ лабораторной бомбардировки: микроснаряд не разрушает мишени и ничего из нее не выбивает. Вторгшийся в ядро нейтрон скорее похож на беспокойную овцу, прибившуюся к чужому стаду.

Попадая в ядро, нейтрон к нему присоединяется. Он приносит с собою свою массу — единицу атомного веса. И не приносит никакого электрического заряда. И потому возникающее составное ядро — это более тяжелый изотоп того же элемента, из какого сделана мишень. Уран-235 превращается в уран-236, а уран-238 — в уран-239. И то, что случится дальше, случится уже не с первоначальным ядром. Его больше нет в игре. Надо думать о свойствах и предсказывать судьбу вновь родившегося ядра!

А оно рождается возбужденным. Захваченный нейтрон-пришелец потеснил одного из обитателей ядра — первый встретившийся ему нуклон (это общее название для ядерных частиц), а тот — ближайшего соседа, а сосед — другого соседа, и вот уже ядро охватывает коллективная толчея. Охватывает незамедлительно, потому что частицы в нем упакованы плотно. И в этой толчее быстро теряется память о первопричине возбуждения — об энергии залетного нейтрона.

Образуется, по выражению Бора, «полуустойчивая система». И это — первая стадия любых ядерных реакций. Вторая — распад: освобождение от энергетического избытка.

Долго ли проживет возникшее компаунд-ядро?

По нашим масштабам — мгновенье. По атомным — целую жизнь. Длительность этой мимолетной жизни может порою «в миллион раз превышать время, какое понадобилось бы нейтрону, чтобы просто пройти сквозь ядро».

Эта оценка Бора была равносильна сравнению часа со столетьем! И она оправдывала его уверенье, что составное ядро не хранит воспоминаний о своем происхождении. Можно ли «через сто лет» помнить, что да как ворвалось в мишень, и ставить в зависимость от этого тип наступившего распадения ядра?! Становилось явно бессмысленным говорить о выбивании частиц при удачливом ударе. Делалось равно законным множество вариантов распада.

И еще — Бор решился на одно экспериментальное предсказание… Шла речь о необычайно громадных вероятностях захвата нейтронов ядрами тяжелых элементов — вроде золота. Обсуждались те избранные — физики называли их резонансными — энергии нейтронов, когда их поглощение идет с такою легкостью, точно сечения ядер делаются вдруг гораздо больше геометрических. Идея долгоживущего компаунд-ядра позволила Бору предвидеть, что подходящими окажутся даже совсем медленные нейтроны. Его прогноз расходился с прежними в тысячи раз. Не могло ускользнуть в эксперименте такое внушительное различие…

Все тонкости новой теории тотчас освоил, по словам Отто Фриша, его копенгагенский друг и погодок — тридцатилетний Иржи Плачек. (Датчане называли его Георгом, а Ландау — еще Юрием да Егором.)

Австрийский чех, однако пока не эмигрант, он внес памятный вклад в коллекцию своенравно-независимых характеров на Блегдамсвей. Сонный в дневные часы, он оживал к вечеру и, подобно Паули, предпочитал работать ночами. Но Паули трудился в одиночку, а у Плачека бывали партнеры, и это меняло дело. Им больше всего хотелось спать, когда его голову осеняли хорошие решения. А среди таких решений случались и вполне практические идеи. Одна из них, выражавшая его полное пренебрежение к условным ценностям цивилизации, помогла ему и Фришу успешно провести опыты по захвату нейтронов ядрами золота — в подтверждение теории Бора.