Резерфорд
Шрифт:
Версию торцевых паров отвергнуть так легко и безоговорочно было нельзя. Но выглядела она крайне неправдоподобно. Смущало уже одно то, что воздух не освобождался от странного вещества, даже когда прокачивался через крепкую серную кислоту. От паров металла или металлической окиси следовало ожидать, что они вступят в нормальную химическую реакцию с кислотой и вся радиоактивность останется в растворе.
Итак, наверняка не пыль. Наверняка не ионы. И почти достоверно не пары. Так что же? Радиоактивный газ, связанный какой-то родословной с радиоактивным торием?
Тут проступало что-то совершенно новое. И в уклончивости полумистического термина содержалась целая программа разведывательных поисков.
«…Мне
Так, не вдаваясь в подробности, писал он Мэри 2 июля 1899 года. Подробности она бы не поняла. Но и он еще не знал, что мог бы уже обрадовать ее сенсационным известием: наконец ему удалось открыть новый элемент — один из полудюжины, некогда в шутку обещанной. Нет, он еще не знал этого. И узнал не скоро.
Сегодня можно только развести руками: а почему же он не установил этого тотчас?.. Шел 1899 год! Уже давно существовала спектроскопия. Отлично было известно, что у каждого элемента свой характерный спектр.
Вильям Рамзай уже посылал Вильяму Круксу для экспериментальной проверки запаянную трубочку с гелием. Посылал, хитря, назвав гелий криптоном, и получил от Крукса в ответ историческую телеграмму: «Криптон — гелий, 58749, приезжайте — увидите». И Рамзай записал в дневнике: «Приехал — увидел». (Число 5874,9 показывало в ангстремах — стомиллионных долях сантиметра — длину волны желтой линии гелиевого спектра.) Мария и Пьер Кюри в сообщении об открытии радия уже ссылались на помощь парижского химика и спектроскописта Эжена Демарсе: «Он подверг наше новое вещество спектральному анализу и обнаружил линию (3814,8 ангстрема), не свойственную ни одному известному элементу».
Так неужели Резерфорд не мог догадаться пойти по тому же пути? Снова: конечно, он не был столь прост, чтобы не воспользоваться такой очевидной возможностью. С помощью спектроскопической трубки Плюккера, некогда открывшего катодные лучи, он вызывал электрический разряд в воздухе, содержавшем эманацию. Он очень надеялся увидеть новый спектр. Но не увидел. Методу недоставало совершенства. Эманации было слишком мало. Слишком велики были помехи от спектров других элементов. А он не был опытным спектроскопистом. И в Монреале некого было пригласить на консультацию… Недаром позднее он жаловался, что трудно бывает работать вдали от центров большой науки.
А почему не мог он послать запаянную трубочку с эманацией кому-нибудь из авторитетных спектроскопистов, как это сделали Кюри и Рамзай? В Лондон — Круксу или Рэлею-старшему. Или, наконец, в Кавендиш, где привыкли очень серьезно относиться к его исканиям.
В те же дни, когда он написал Мэри без всяких подробностей, как здорово ему посчастливилось, ушло из Монреаля и его письмо в Кавендиш. Он сообщал о своих находках Дж. Дж. И конечно, со всеми подробностями. Но запаянной трубочки с эманацией никому послать он не решился бы. И тому была причина чисто физическая. И для тех времен более чем необычайная.
…Беккерель мог спокойно запрятать свои урановые образцы в ящик стола и хоть через два года возобновить изучение их радиации — ее интенсивность не менялась. Супруги Кюри могли примириться с неделями ожидания, пока из западной Чехии доползут до Парижа отходы урановой руды, содержащие радий: его излучение тоже пребывало неизменным. Сам Резерфорд, захотев пополнить тощие запасы кембриджских препаратов, мог преспокойно заказать соединения тория у нью-йоркской фирмы «Эймер и Эменд»: за время путешествия из Штатов в Канаду с их радиоактивностью ничего не могло случиться.
А трубочку с эманацией не имело смысла даже упаковывать: новое излучающее вещество так быстро теряло свою активность, что его излучение не дожило бы
Зато в Кавендише могли при желании сами собрать и обследовать новое вещество. И возможно, не без надежды на это Резерфорд подробно сообщал Томсону о своей работе. А ему было что порассказать кавендишевцам и сверх общих сведений о поведении непонятной эманации.
Пожалуй, никогда прежде его экспериментаторская зоркость не проявлялась с такой остротой, как в то первое монреальское лето, когда Оуэнс оставил его наедине с нерешенной проблемой. И не в том только дело, что он увидел тогда много небывало нового, а в том, что зоркость его срабатывала в те дни молниеносно, как затвор совершенного фотоаппарата. Физики сказали бы: «плотность зоркости» была в те дни даже для него необычна. В самом деле… Письмо Томсону он отправил не позднее первых чисел июля, потому что уже 29 июля Дж. Дж. послал ему из Кембриджа восхищенный ответ. У Ива, к сожалению, нет текста Резерфордова письма. Вероятно, оттого, что то было даже не письмо, а предварительный вариант статьи об эманации. Но у Ива есть краткое изложение томсоновского ответа с перечислением всего, что удивило главу Кавендишевской лаборатории. Из этого-то перечня видно, что Резерфорд к началу июля знал уже начерно все научные новости, ставшие содержанием двух его исторических работ, написанных в сентябре и ноябре 1899 года. К началу июля? Да ведь Оуэне только-только покинул Монреаль!.. За считанные дни и недели Резерфорд в одиночку и совсем как легендарный Мауи повытаскивал с океанского дна целый архипелаг новых острозов.
И все обнаруженное им было так фундаментально важно, что радиоактивность оказалась как бы в очередной раз переоткрытой. И, как в истории с альфа- и бета-лучами, тут никакой роли ие играл случай. Вместе с зоркостью работали интуиция и непредвзятость.
Тонкий бумажный пакетик не предохранял окись тория от действия сквозняков. Это показал в своих опытах Оуэнс. Резерфорд понял: эманация постепенно просачивается сквозь поры бумаги и оказывается снаружи во власти воздушных потоков — вот и прекрасный способ отделять ее от тория, чтобы изучать не зависимо!
Первое и главное — узнать ее радиоактивные свойства. Он придумал для этого экспериментальную установку, которая была проще приборов, избавивших монреальскую электрическую компанию от судебной тяжбы с домовладельцами.
Равномерный воздушный поток из газометра проходил через стеклянную вату и, очистившись от случайных ионов, направлялся в длинную металлическую трубку. Там он встречал на пути плоский бумажный пакетик с торием и увлекал за собой эманацию. Он уносил ее в дальний конец трубки, где на муфточке из' хорошего изолятора держался широкий цилиндрический сосуд. В него был вставлен электрод — металлический стержень. А другим электродом служили стенки самого сосуда. Еще одна деталь, достойная упоминания, — дырочки в днище цилиндра: воздух с эманацией должен был беспрепятственно вытеснять из этого коллектора обычный воздух.
Пока эманация тория еще не успевала достигнуть цилиндра, стрелка электрометра, соединенного с электродами, не двигалась: не было ионов — не возникал ток. С появлением эманации стрелка начинала отклоняться: ионизирующее излучение исправно делало свое дело. Когда ток переставал расти, отключался газометр. Эманация переставала поступать в сосуд. То, что успело скопиться в коллекторе, предоставлялось своей судьбе. И электрический ток начинал постепенно слабеть. Значит, постепенно иссякал источник радиации…