Атомный проект. Жизнь за «железным занавесом» - [29]

Итак, мы подходим к еще одной важной причине, почему нужна физика элементарных частиц. Она нужна, в-третьих, потому, что с большой вероятностью она принесет практическую пользу: повторяю, уже сейчас видна связь физики элементарных частиц с другими науками, а это предвещает появление практического применения. Вспомните о влиянии на практическую химию, которое последовало за связью между ядерной физикой и теоретической химией, открытой Резерфордом. Как заметил Вик, химия — «дело» совсем малоэнергетичное, а когда Резерфорд открыл атомное ядро, исследуя рассеяния альфа-частиц с энергией в несколько МэВ, он, конечно, занимался физикой «высоких энергий».

Хочу напомнить еще об одном из самых первых практических применений физики нейтронов (которая, между прочим, когда-то была частью физики элементарных частиц!), сделанном до появления атомных реакторов и современной атомной техники. В начале нашего века установилась некоторая связь между геологией и ядерной физикой, которая состояла, в частности, в том, что распределение урана и тория в различных породах представляло интерес с точки зрения теоретической геологии и геофизики. Из этого возник уже совсем практический метод гамма-каротажа в нефтяной промышленности, а через девять лет после открытия нейтрона возник метод нейтронного каротажа, который очень распространен в нефтяных полях всего мира и имеет большое экономическое значение.

Правда, с момента создания первых ускорителей высоких энергий уже прошло пятнадцать лет, а практические применения большого масштаба еще не появились. Но не надо забывать, что иногда проходят очень длительные периоды времени от момента, когда физические законы осмыслены, до их практического применения (например, коэффициенты Эйнштейна (1917 г.) и квантовые генераторы (1954 г.)). Поэтому нельзя требовать, чтобы практический выход от физики элементарных частиц был уже сегодня.

Но все-таки, какие практические применения современной физики элементарных частиц и высоких энергий могут быть, кроме, скажем, химии (уже известно, что исследование при помощи мю-мезонов поможет получить сведения о скорости химических реакций), медицины (облучение пионами) и т. д.? Конечно, в духе настоящей статьи ответить на это конкретно нельзя. Но я могу привести примеры того, как это могло бы получиться. Примеры эти взяты из реального развития физики элементарных частиц последнего времени. Правда, они несколько напоминают, как вы увидите, итальянскую пословицу: «Если бы у бабушки были колеса, она была бы каретой».

Возьмем катализ ядерных реакций мюонами. Известно сейчас, что он не дает и не может дать практического применения. Однако если бы природа была немного другой, он мог бы дать практическое применение. Другой пример: возьмем явление безрадиационного деления тяжелых ядер мюоном, при котором переход 2p-1s мезоатома осуществляется не путем испускания фотона, а путем возбуждения тяжелого ядра с соответствующим делением. В этом процессе мюон остается «живым» (но оказывается также, что практического применения этого нет). И здесь также, будь немножко другая природа, применение могло бы быть.

Стоит ли напоминать, что на заре своего развития физика элементарных частиц, установив с теоретической точки зрения, казалось бы, второстепенный факт, что при делении урана испускается более двух нейтронов, породила современную ядерную энергетику?

В настоящее время проблема кварков, поскольку она может быть связанной с возможностью существования стабильного вещества с совершенно необычными свойствами, привлекательна не только с теоретической точки зрения.

Главное — то, что практика, по-видимому, возникает совсем неожиданным образом из познания новых физических законов.

Б. Понтекорво, Самоил Биленький (справа) в рабочем кабинете. Дубна, 1983 г.

Я не абсолютно уверен, что «загадка солнечных нейтрино» реально существует

Корреспондент. Бруно Максимович, в свое время вы предложили использовать радиохимические методы для регистрации нейтрино. Как вы пришли к этой идее?

Б. М. Понтекорво. Меня интересовала сама проблема регистрации нейтрино. В сороковые годы с сомнением относились к мысли, что можно зарегистрировать свободные нейтрино.

Так думали просто потому, что вероятность столкновения нейтрино с ядрами вещества до смешного мала. Ведь ожидаемая длина свободного пробега нейтрино с энергией в несколько мегаэлектронвольт в конденсированном веществе имеет астрономические масштабы: в воде она в миллиард раз превышает расстояние от Земли до Солнца.

Сцинтилляционные счетчики, столь успешно использованные в пятидесятые годы Ф. Райнесом и К. Коуэном для регистрации свободных антинейтрино от реактора, тогда еще не были изобретены. Мне показалось, что для этого наиболее пригодны методы радиохимии, позволяющие отделить считанные атомы радиоактивного элемента от громадной массы всего вещества, облучавшегося нейтрино. И в 1946 г. я предложил радиохимические методы для детектирования свободных нейтрино, в частности хлор-аргоновый метод. Радиохимические методы вполне подходят для регистрации нейтрино с энергией приблизительно 0,5-15 МэВ.