Неоконченная история искусственных алмазов - [32]

В Британском музее естественной истории в Лондоне хранятся 12 невзрачных кристалликов размером в десятые доли миллиметра (самый большой — 0,1X0,2X0,4 мм). Это — своеобразная реликвия. Это — памятник научной ошибке, не мистификации, но добросовестной ошибке, — алмазы Хэннея, упомянутого в третьей главе этой книги.

Еще в 1880 г. до Муассана ц Хрущева англичанин Хэнней, как немногие до него и многие после него, пьь тался изготовить искусственный алмаз; в заваренных наглухо стальных трубах он прокаливал костяное масло, или парафин, или, может бытщ еще что-то — словом, углеводороды. К ним добавлялась затравка — соли лития и натрия, а также, в некоторых опытах, мелкие алмазы (тоже для затравки). Стальные трубы были наглухо заварены с обеих сторон на кузнечной наковальне (других способов сварки в то время не было), и Хэнней калил их докрасна целый день.

Из 80 труб столь тяжкое испытание выдержали всего три. И в одной из них в черной спекшейся массе Хэнней обнаружил более десятка блестящих кристалликов — очень твердых, тяжелых и жаростойких. Их удельный вес был 3,5, они царапали корунд, имели слегка скругленные плоскости октаэдра, не растворялись в плавиковой кислоте и без остатка сгорали в пламени паяльной лампы.

Уже после Муассана, когда англичане вспомнили о Хэннее хотя бы потому, что им никак не улыбалось отдавать налиму первенства в таком деле французу, Чарлз Парсонс, тоже упоминавшийся уже на этих страницах, пытался повторить успех Хэннея. Стесняться в средствах ему не приходилось, и труб было изведено немало. Одну за другой заваривали, калили, взламывали остывающие трубы с начинкой. Все бесполезно: алмазы почему-то не получались.

И в более поздние времена опыты Хэннея никто из серьезных ученых всерьез не принимал, хотя сначала считалось, что алмазы у него получились. Потому кристаллики и попали в музей: 12 крупинок, извлеченных Хэннеем из одной такой трубы после суточного каления в кузнечном жару.

Но алмазами их считали с натяжкой, ибо ученым было хорошо известно (тем более теперь, после расчетов Лейпунского), что никаких алмазов у Хэннея получиться не могло. Что это либо корунды, либо шпинели, либо какие-нибудь карбиды.

Уверенность в этом была столь велика, что никому даже не приходило в голову заново исследовать кристаллики, хотя со времен Брэггов можно было со стопроцентной гарантией отличить кристалл алмаза от любого другого кристалла — каждое вещество дает рентгенограмму не менее индивидуальную, чем дактилоскопический отпечаток.

И вот в 1943 г., в разгар войны, в Британском музее естественной истории появляются два физика — Баннистер и Лондсдейл. Появляются, получают под расписку, по строгому счету, все 12 крупинок и отбывают в свою лабораторию, чтобы снять рентгенограммы, которых еще никто не снимал, найти однозначный и надежный ответ на вопрос, из чего сделаны алмазы Хэннея.

К немалому удивлению исследователей, рентгенограммы со всей определенностью показали, что 11 из 12 крупинок Хэннея — это, действительно, алмазы. В письме одному из своих коллег Мэри Лондсдейл сообщила свое мнение на сей счет: Хэнней был просто-напросто обманщиком и подложил в свои трубы кристаллики природных алмазов.

Запутанная история. Непонятно, прежде всего, при таком объяснении, почему Хэнней ни от кого и не скрывал, что в некоторые трубы он для затравки подкладывал натуральные алмазы. Однако искусственные алмазы получились у него, пояснял в свое время Хэнней, в других трубах, где затравки не было. Если прямой обман, фальсификация опыта, то зачем лишние сложности?

И еще одно! Можно ли на основании наших сегодняшних знаний, а тем более тех, какие были в начале 40-х годов, утверждать, что об алмазах нам все доподлинно известно?

И здесь нам придется снова обратиться к исследованию совершенно иного толка — сугубо теоретическому.

Дело было так. В один из зимних дней конца 1942 г. сотрудник эвакуированного в Казань ленинградского Института химической физики Давид Альбертович Франк-Каменецкий, распиливая дрова на циркулярной пиле, поранил правую руку и был отправлен домой. Неожиданно образовавшиеся две недели свободного времени он решил употребить на давно интересовавшую его работу, для которой можно было обойтись и без правой руки. (В здоровом же состоянии Франк-Каменецкий не считал в то время эту работу возможной, поскольку практической отдачи она не сулила.)

Интересовало Франк-Каменецкого вот какое обстоятельство: «В тех случаях, когда твердое кристаллическое тело может существовать в нескольких модификациях, далеко не всегда образуется первично та из них, которая в данных условиях является термодинамически устойчивой», — это первая фраза его казанской рукописи «Теория выращивания неустойчивых фаз и проблема алмаза». Действительно, алхимик Бранд сначала выделил неустойчивый желтый фосфор, а вовсе не устойчивый красный. Это правило (сначала выделяется неустойчивая, а затем устойчивая фаза) Вильгельм Оствальд назвал некогда правилом ступеней.

Далее у Франк-Каменецкого шли, как и у Лейпунского, расчеты, расчеты… Они показывали, что для роста алмаза нужно, чтобы число соударяющихся с его поверхностью и между собой атомов углерода было не слишком велико. Иначе углеродные атомы не надстраивают алмазные грани, а валятся грудой, путая четкую схему, образуя «ошибочные» графитные ячейки…