Время вспять, или Физик, физик, где ты был - [79]

*Тайна Оверхаузера

Чтобы покончить с ЯМР в Гарварде, я хочу описать еще одно событие, которое должно было сыграть важную роль в будущей моей деятельности. Альберт Оверхаузер (Albert Overhauser), молодой теоретик Иллинойского университета, сделал следующее предсказание: в металле, где, как известно, механизмом ядерной релаксации является связь ядерных спинов со спинами электронов проводимости, насыщение ЭПР последних должно привести к громадному увеличению ядерной поляризации. Не стану объяснять сейчас смысла этой фразы, потому что вернусь к этому вопросу в другой главе. А пока скажу лишь две вещи. Во-первых, эта работа произвела на меня замедленное действие, направив мои размышления к вопросу, занимавшему меня много лет: ядерная динамическая поляризация.

Во-вторых, слушатели Оверхаузера на собрании Американского физического общества, где он представил (за десять минут) рассуждения, которые привели его к этому изумительному заключению, сразу разделились на две части: одни не поняли ни слова из его доказательства, другие не поверили ни слову из его заключения. В первом ряду скептиков, которые не поверили заключению, блистали светила магнитного резонанса: Блох и Парселл, Раби и Рамзей. Бломберген сомневался, я тоже. Главным вопросом был, конечно, «прав ли Оверхаузер?».

Как говорится у англичан, качество пудинга доказано, когда он съеден. В том же году иллинойсский физик Чарльз Слихтер и его студент Карвер «съели пудинг». Насыщая резонанс электронов проводимости в металлическом натрии, они наблюдали увеличение ядерной поляризации, предсказанное Оверхаузером.*

Были и другие выдающиеся личности в Гарварде в том году: Братейн (Brattain) — создатель транзистора с Шокли и Бардином (Shockley, Bardeen). Я вспоминаю со стыдом, как я реагировал на присуждение им Нобелевской премии за открытие: как, «Нобель» за «gadget»?![13]

Был Бриджмен — король высоких давлений. Он однажды сказал, что можно обновить всю физику, добавив к названию любого опыта слова «под высоким давлением». Много лет спустя, когда я работал над динамической поляризацией ядер, я предложил в шутку слова «под высоким давлением» заменить словами «с поляризованными ядрами». Еще я заимствовал у него, на этот раз нечаянно, название книги, написанной им много лет назад, — «Размышления физика».

Был еще Юлиан Швингер (Julian Schwinger) — «сверхмощная электростанция» теоретической физики. Его девизом могло бы быть: «Все мое, что доступно счету». В 1947 году он решил задачу расходимостей в квантовой электродинамикие, что позволило вычислить с фантастической точностью радиационные поправки, измеренные Лэмбом и Кашем. Это принесло ему Нобелевскую премию вместе с Фейнманом и с японским физиком Томонага (Tomonaga). За много лет до того, как он стал (в двадцать восемь лет) самым юным из ординарных (full) профессоров Гарвардского университета, он был открыт Исидором Раби, который любил говорить, что Швингер — его самое дорогое открытие.

Ученик публичной школы в Бронксе, квартале Нью-Йорка, населенным до войны в большинстве еврейскими семьями, а теперь негритянскими (здесь необходимо объяснить, что американские публичные школы посещаются детьми из беднейших семейств, в чем диаметрально противоположны английским публичным школам, которые я описал в главе об Оксфорде), юный Швингер был прислан к Раби знакомым, потому что отметки Швингера не позволяли ему надеяться на прием в колледж. Раби попросил его посидеть в углу кабинета, пока он обсуждал у доски с коллегой вопрос из квантовой механики, на котором они споткнулись. «Почему бы не употребить теорему замкнутости?» — раздался тоненький голосок. Юлиан нашел решение раньше старших, и не в последний раз.

В этом году он читал курс квантовой механики, который я посещал. Я был поражен ледяным совершенством его лекций. В течение двух часов он выписывал уравнения одно за другим, никогда не боясь подойти к задаче самым сложным способом, если он считал, что такой подход приближает к физической сути проблемы. Мне не приходилось бывать на лекциях Фейнмана, но я читал статьи обоих на одну и ту же тему. Для тех, кто интересуется теннисом, скажу, что стиль Швингера напоминает Бьерна Борга (Bjorn Borg), а стиль Фейнмана — Макинроя (McEnroe).

*Жесткая фокусировка

Другой деятельностью, которая заняла значительную часть этого хорошо наполненного года, была теория ускорителей. В главе «Накануне» я объяснил принцип протонного синхротрона, где одновременная модуляция частоты ускоряющего поля и величины управляющего орбитой магнитного поля позволяет сохранить орбите постоянный радиус. Чтобы удержать орбиту в пределах вакуумной камеры, магнитному полю придается слабый фокусирующий радиальный градиент. Слабым он должен быть потому, что иначе (по уравнению Лапласа) появится сильный дефокусирующий вертикальный градиент. С увеличением энергии ускорителей размеры вакуумной камеры, а значит, и размеры и вес магнита, становятся очень велики. Брукхейвенский (Brookhaven) космотрон 3 ГэВ и Берклийский (Berkeley) беватрон 6 ГэВ весили несколько тысяч тонн, в то время как советский фазотрон, строившийся в Дубне с 1949 года (но на Западе об этом не знали), достигал 35 тысяч тонн — веса линейного корабля.