Атомы у нас дома - Лаура Ферми

Энрико смастерил маленький прибор для этого громадного сооружения.

Когда циклотрон действует, к нему нельзя приближаться, потому что излучение его крайне опасно. Нельзя приближаться и к вакуумной коробке, где происходит ускорение протонов и производятся опыты. Если надо что-нибудь поправить или изменить в положении экспериментального оборудования, например передвинуть мишень, в которую попадают ускоренные частицы, циклотрон приходится останавливать. «А нельзя ли, — подумал Энрико, — поместить эту мишень на какую-нибудь тележку на колесиках, которая передвигалась бы автоматически?..»

И Энрико смастерил то, что теперь называется «тележкой Ферми». Это платформочка из люцита, смонтированная на четырех колесиках, которые выглядят так, точно их посчастливилось откопать в какой-нибудь сборочной мастерской. Но Энрико, страшно обиженный, говорил, что он все сделал своими руками, каждую мелочь. Тележка не требует ни горючего, ни электроэнергии, она использует магнитное поле самого циклотрона. Рельсы ей тоже не требуются, потому что колеса подогнаны как раз к краю нижнего полюса магнита. Мишень или какая-нибудь другая небольшая деталь оборудования закрепляется на люцитовой платформе и катится на этом «трамвайчике» по краю магнитного полюса до того места, где ее пожелает остановить экспериментатор из контрольной комнаты; для этого ему стоит только нажать кнопку.

«Тележка Ферми» выглядит очень щеголевато, если не считать путаницы соединительных проводов, которые торчат впереди люцитовой платформы. Человеческая природа не меняется. Для Энрико всегда было важно, чтобы сделанная им вещь работала, а ее внешний вид его не интересует.

Что же надеются открыть физики при помощи своих гигантских циклотронов?

К концу войны физики оказались в довольно странном положении. Они, как говорится, «взнуздали» ядерную энергию, но еще очень мало знали о том, что, собственно, представляет собой самое ядро. Ядра послушно проделывали то, что заставляли их делать люди, они делились пополам и отдавали скрытую в них энергию. Они проделывали это охотно и с великой быстротой, вызывая атомные взрывы, или медленно, в виде управляемой цепной реакции. Но они не выдавали тайны своего строения.

А именно этого-то и добивались физики… Ведь ученые — люди жадные, им все хочется дознаться еще чего-то и еще чего-то, и они никак не могут удовлетвориться тем, что они уже знают. Правда, о ядре они, действительно, не так уж много знали… Им только и было известно, что оно состоит из протонов и нейтронов, что протоны сцеплены с нейтронами какими-то колоссальными силами и что эти силы отличаются от всех других сил, которые до сих пор были известны человеку. Но самая природа ядерных сил ускользала от физиков, и эта-то загадка и не давала им покоя.

Существовала еще загадка, перед которой они стали в тупик: если нейтроны, протоны и электроны представляют собой элементарные частицы, из которых состоит вещество, то, казалось бы, никаких других частиц не должно существовать. Однако в космическом излучении было открыто множество других элементарных частиц. Среди них и мезоны, о которых особенно много говорилось. А какую же роль играют мезоны в общей схеме строения ядра?

Может быть, самая любопытная особенность мезонов заключается в том, что предположение о их существовании было сделано еще до того, как они были открыты, — при попытке теоретически проникнуть в тайны ядерных сил. В 1935 году японский физик Хидеки Юкава предложил теорию для объяснения отличительных особенностей ядерных сил. Чтобы построить эту теорию, Юкава должен был допустить существование особых, еще никем не виданных частиц. Они должны были иметь массу, промежуточную между массой электрона и ядра, — и по этой-то причине они и были названы мезонами. Теорию Юкавы так и продолжали бы считать не более как остроумным построением, если бы после этого в космическом излучении не были найдены положительные и отрицательные мезоны. Юкаве за его теорию была присуждена в 1949 года Нобелевская премия.

Энергия космического излучения так невообразимо велика, что физики не надеялись воспроизвести ее при помощи машин. Но они полагали, что можно создать такой мощный циклотрон, который позволит получать новые элементарные частицы в лабораторных условиях. Для разрешения загадки ядерных сил весьма полезна высокая энергия. Лучший способ подойти к этой проблеме — это «встряхивать» протоны до тех пор, пока связи их не ослабеют, и посмотреть, что произойдет в тот момент, когда частицы расцепятся. Но для этого нужны энергии колоссальной мощности; отсюда и необходимость в гигантском циклотроне.

Гигантский циклотрон Лоуренса в Беркли был построен первым, и с его помощью впервые начали получать мезоны в 1948 году. Когда был построен чикагский циклотрон, то с его помощью тоже начали получать мезоны.

Энрико теоретически занимался мезонами, но никаких экспериментов с ними он никогда не производил. Циклотрон открыл ему новую область для исследований, и Энрико поддался соблазну.

После того как мы приехали в Чикаго из Лос-Аламоса, Энрико вернулся к своей старой привязанности — к нейтронам. Новый котел в Аргоннской лаборатории представлял собой мощный источник этих частиц. Энрико часто ездил в Аргонн и экспериментировал как с медленными, так и с быстрыми нейтронами. Он изучал их поглощение, их волновые свойства и совершенствовал технику эксперимента.

— Если бы Энрико был такой, как большинство физиков, — сказал мне как-то недавно Эмилио Сегре (Эмилио нередко навещает нас и Чикаго, как и другие старые друзья, и он бывает очень доволен, когда ему «удается выкачать побольше физики из Энрико»), — он так и продолжал бы работать с нейтронами, довел бы до совершенства постановку опытов в этой области, которую он так хорошо знает. И теперь он был бы «королем нейтронов»! Ну какой другой физик, кроме него, стал бы заниматься новыми экспериментами и вырабатывать новые методы, когда ему стукнуло пятьдесят!..

Ферми исполнилось пятьдесят лет 29 сентября 1951 года, через три месяца после того, как начал работать чикагский циклотрон. И вот тут-то, в пятьдесят лет, Ферми начал изучать и разрабатывать новые методы… он изменил своим нейтронам ради мезонов.

Никаких признаков того, что у Энрико ослабел интерес к циклотрону, я не замечала. Поэтому я была очень удивлена, когда он не так давно отправился на Лонг-Айлэнд, чтобы там облучить несколько фотопластинок в космотроне. Космотрон — это очень большая машина, больше всех гигантских циклотронов. Ее строила Брукхэйвенская национальная лаборатория на Лонг-Айлэнде. Название — космотрон — указывает, что эта машина вступила в состязание с Космосом в производстве частиц высокой энергии.