Юный техник, 1956 № 02 - [5]

Теория строения вещества вдруг снова стала ясной и понятной. Почти все свойства атомов можно было описать простыми математическими уравнениями, и около тридцатых годов нашего века опять сложилось впечатление, что, может быть, скоро физика «будет окончена». Правда, ученые не знали структуры атомного ядра, но казалось, что сразу решилось столько сложнейших проблем и осталось совсем немногое; последние усилия — и будут открыты все тайны атомного ядра…

Но в 1932 году в физике произошла революция. Грянула она совершенно неожиданно и оттуда, откуда ее меньше всего можно было ожидать, — в полном смысле слова, как гром с ясного неба.

Ленинградский физик Д. В. Скобельцын изучал с помощью камеры Вильсона приходящие на Землю из далеких глубин мирового пространства космические лучи. Камера была помещена между полюсами большого магнита. Пролетавшие через нее сверху вниз заряженные частички под действием магнита отклонялись от прямолинейного пути.

Наблюдая за поведением частиц, прилетающих на Землю из мирового пространства, Скобельцын неожиданно обнаружил совершенно необычные следы. По своему характеру они, бесспорно, должны бы принадлежать электронам, однако… Этому трудно было поверить, но они не отклонялись довольно сильным магнитным полем. Дальнейшие опыты Кунце, а особенно Андерсона открыли еще более поразительный факт: очень сильное магнитное поле все же отклоняло эти частицы, но отклоняло в сторону, противоположную отклонению электронов. Это может произойти только в том случае, если частицы имеют не отрицательный, как электрон, а положительный заряд.

Самые тщательные и придирчивые исследования подтвердили: да, следы действительно принадлежат частицам, обладающим всеми свойствами электронов, однако имеющим положительный заряд.

Сомнений больше не оставалось: открыта новая частица, получившая название «позитрон» — положительный электрон.

В том же году при изучении поведения бериллия под действием излучения радия физик Чадвик натолкнулся на новое удивительное явление: бериллий сам начинал испускать какие-то загадочные лучи! В камере Вильсона эти лучи не видны. Но если поместить бериллий не в самой камере, а рядом, то в ней начинали появляться коротенькие следы. Они возникали внутри самой камеры и имели самые различные направления.

После многих опытов ученые установили, что лучи, испускаемые бериллием, представляют собой поток тяжелых незаряженных частиц. Масса каждой из них оказалась чуть больше массы протона. Новую частицу назвали нейтроном, так как она электрически нейтральна.

И вот тогда-то перед физиками снова стал вопрос: как теперь быть? Пока ученые располагали лишь электронами и протонами, все казалось ясным: ядро атома состояло из протонов и некоторого количества «связанных» электронов, а вокруг ядра носилось «облако» свободных электронов.

А куда же теперь «деть» позитроны и нейтроны?

Советский ученый Д. Д. Иваненко первый высказал мысль о том, что ядро атома состоит не из электронов и протонов, а из протонов и нейтронов. И сразу возникла новая, колоссальная по трудности проблема: как же, чем удерживаются вместе протоны и нейтроны, образуя устойчивое ядро? Старые положения рушились.

Оставалось предположить, что в ядре имеются силы совершенно нового, неизвестного до сих пор типа.

— И ученые сделали то, — с легкой улыбкой замечает Пайерлс, — что всегда полезно в науке: ввели новый термин — «ядерные силы».

Но дать название — еще не значит объяснить. И начались настойчивые исследования.

Путь к решению открыло изучение столкновений между нейтронами и протонами. Среди многочисленных столкновений внимание ученых привлекло несколько случаев, на первый взгляд ничем по примечательных. Двигавшийся с большой скоростью нейтрон налетал на неподвижный протон. После столкновения нейтрон останавливался, а протон продолжал его движение.

* * *

_{Идет тренировочный футбольный матч. С помощью „РПД“ тренер команды прямо с трибун может руководить штурмом ворот условного противника.}

_{— Здорово, — сказал Верхоглядкин. — Ну, я пойду, мне нора…}

_{(См. стр 15)}

* * *

Что же здесь интересного, спросите вы, — подобные столкновения мы не раз видели во время игры на биллиарде. Действительно, при лобовом столкновении биллиардных шаров налетающий шар останавливается, а покоившийся начинает двигаться со скоростью первого.

Ученые подсчитали вероятность лобового столкновения дейтрона с протоном. Она оказалась очень малой; поэтому все наблюдавшиеся случаи нельзя объяснить простым лобовым столкновением. Как же быть? А что, если сделать такое смелое предположение: когда нейтрон сближается с протоном настолько, что попадает в зону действия ядерных сил (но частицы не сталкиваются!), нейтрон превращается в протон и, почти не изменив энергии движения, продолжает свой путь? А неподвижный протон продолжает покоиться, но превращается в нейтрон? Это может произойти, если в момент сближения положительный заряд протона перейдет на нейтрон, который от этого превратится в протон. Протон же, потеряв свой заряд, станет нейтроном.

«Смело! — скажете вы. — Но для того, чтобы я вам окончательно поверил, объясните, как же происходит обмен зарядами? Собственно говоря, что вы имеете в виду когда говорите об этом обмене. Ведь до сих пор носителями заряда были определенные частицы: электрон, протон, позитрон. Заряда без частицы не существовало. О какой же частице сейчас идет речь?