azvaniem _yadernye reakcii
zameshcheniya_, naletayushchaya chastica (proton, nejtron ili al'fa-chastica) pronikaet
v yadro, vybivaet kakuyu-to druguyu chasticu i ostaetsya na ee meste. Sushchestvuet
zameshchenie protona al'fa-chasticej, al'fa-chasticy protonom, protona nejtronom
i t.d. Vo vseh takih prevrashcheniyah novyj element, obrazovavshijsya v rezul'tate
reakcii, yavlyaetsya blizkim sosedom bombardiruemogo elementa v Periodicheskoj
sisteme.
No lish' sravnitel'no nedavno, pered vtoroj mirovoj vojnoj, dva nemeckih
himika O. Gan i F. SHtrassman otkryli sovershenno novyj tip yadernogo
prevrashcheniya, v kotorom _tyazheloe yadro raspadaetsya na dve ravnye poloviny s
vysvobozhdeniem ogromnogo kolichestva energii_. Na sleduyushchem slajde (sleduyushchij
slajd, pozhalujsta!) vy vidite (sm. s. 175) na snimke (B) dva oskolka yadra
urana, razletayushchihsya v raznye storony ot tonkoj uranovoj provolochki. |to
yavlenie, poluchivshee nazvanie _rasshcheplenie yadra_, vpervye nablyudalos' pri
bombardirovke urana puchkom nejtronov, no vskore fiziki obnaruzhili, chto i
drugie elementy, raspolozhennye v konce Periodicheskoj sistemy, obladayut
analogichnymi svojstvami. |ti tyazhelye yadra uzhe nahodyatsya u poroga svoej
stabil'nosti i malejshee vozmushchenie, vyzyvaemoe stolknoveniem s nejtronom,
dostatochno, chtoby oni raspalis' na dva oskolka, kak raspadaetsya na chasti
chrezmerno krupnaya kaplya rtuti. Nestabil'nost' tyazhelyh yader prolivaet svet na
vopros o tom, pochemu v prirode sushchestvuet tol'ko 92 elementa. Lyuboe yadro
tyazhelee urana ne mozhet sushchestvovat' skol'ko-nibud' prodolzhitel'noe vremya i
nemedlenno raspadaetsya na bolee melkie oskolki. YAvlenie rasshchepleniya yadra
predstavlyaet nemalyj interes i s prakticheskoj tochki zreniya, tak kak
otkryvaet opredelennye vozmozhnosti dlya ispol'zovaniya yadernoj energii. Delo v
tom, chto pri raspade yadra na dve polovinki iz yadra vyletaet neskol'ko
nejtronov, kotorye mogut vyzvat' rasshcheplenie sosednih yader. Dal'nejshee
rasprostranenie takogo processa mozhet privesti k vzryvnoj reakcii, pri
kotoroj vsya energiya, zapasennaya v yadrah, vysvobozhdaetsya za maluyu dolyu
sekundy. Esli vspomnit', chto yadernaya energiya, hranyashchayasya v odnom funte
urana, ekvivalentna energeticheskomu soderzhaniyu desyati tonn uglya, to stanet
yasno, chto vozmozhnost' vysvobozhdeniya yadernoj energii mogla by vyzvat'
glubokie peremeny v nashej ekonomike.
Odnako vse eti yadernye reakcii mogut byt' osushchestvleny lish' v ochen'
malom masshtabe, i, hotya oni pozvolyayut nam poluchit' bogatejshuyu informaciyu o
vnutrennem stroenii yadra, vplot' do sravnitel'no nedavnego vremeni ne bylo
ni malejshej nadezhdy na to, chto udastsya vysvobodit' ogromnoe kolichestvo
yadernoj energii. I lish' v 1939 g. nemeckie himiki O. Gan i F. SHtrassman
otkryli sovershenno novyj tip yadernogo prevrashcheniya: tyazheloe yadro urana pri
stolknovenii s odnim-edinstvennym nejtronom raspadaetsya na dve primerno
ravnye chasti s vysvobozhdeniem ogromnogo kolichestva energii i vyletom dvuh
ili treh nejtronov, kotorye v svoyu ochered' mogut stolknut'sya s yadrami urana
i rasshchepit' kazhdoe iz nih na dve chasti s vysvobozhdeniem novoj energii i
novyh nejtronov. Cepnoj process, deleniya yader urana mozhet privodit' k
vzryvam ili, esli sdelat' ego upravlyaemym, stat' pochti neischerpaemym
istochnikom energii. Schastliv soobshchit' vam, chto doktor Tallerkin, prinimavshij
uchastie v rabotah po sozdaniyu atomnoj bomby i izvestnyj takzhe kak otec
vodorodnoj bomby, lyubezno soglasilsya pribyt' k nam, nesmotrya na svoyu
chrezvychajnuyu zanyatost', i vystupit' s korotkim soobshcheniem o principah
ustrojstva yadernyh bomb. My ozhidaem ego pribytiya s minuty na minutu.
Edva professor uspel proiznesti eti slova, kak dver' otvorilas' i v
auditoriyu voshel chelovek ves'ma vnushitel'nogo vida s goryashchimi glazami i
navisshimi kustistymi brovyami. Obmenyavshis' s professorom rukopozhatiyami,
chelovek obratilsya k auditorii:
- Hoolgyeim es Uraim, - nachal on. - Roviden kell beszelnem, mert nagyon
sok a dolglom. Ma reggel tubb megbeszelesem volt a Pentagonban es a Feher
Hazban. Delutan... O, proshu proshcheniya! - voskliknul neznakomec. - Inogda ya
putayu yazyki. Pozvol'te mne nachat' eshche raz.
Ledi i dzhentl'meny! YA budu kratok, poskol'ku ochen' zanyat. Segodnya utrom
ya prisutstvoval na neskol'kih soveshchaniyah v Pentagone i v Belom dome, a dnem
mne neobhodimo byt' v French Flete, shtat Nevada, gde predstoit provesti
podzemnyj vzryv. Vecherom ya dolzhen proiznesti rech' na bankete, kotoryj
sostoitsya na baze VVS SSHA Vandenberg v Kalifornii.
Teper' o glavnom. Delo v tom, chto v atomnyh yadrah podderzhivaetsya
ravnovesie mezhdu silami dvoyakogo roda - yadernymi silami prityazheniya, kotorye
stremyatsya uderzhat' yadro v celosti, i elektricheskimi silami ottalkivaniya
mezhdu protonami. V tyazhelyh yadrah, takih kak yadra urana ili plutoniya, sily
ottalkivaniya preobladayut, i yadra pri malejshem vozmushchenii gotovy raspast'sya
na dva oskolka - produkty deleniya. Takim vozmushcheniem mozhet byt'
odin-edinstvennyj nejtron, stalkivayushchijsya s yadrom.
Obernuvshis' k doske, gost' prodolzhal:
- Vot delyashcheesya yadro, a vot stalkivayushchijsya s nim nejtron. Dva oskolka
deleniya razletayutsya v storony, i kazhdyj iz nih unosit okolo odnogo milliona
elektron-vol't energii. Krome togo, raspadayas', yadro vystrelilo neskol'kimi
novymi nejtronami deleniya (obychno ih byvaet dva v sluchae legkogo izotopa
urana i tri v sluchae plutoniya). Reakciya - bac, bac! - prodolzhaetsya, kak ya
izobrazil zdes' na doske. Esli kusok delyashchegosya materiala mal, to b_o_l'shaya
chast' nejtronov deleniya vyryvaetsya iz ego poverhnosti prezhde, chem oni imeyut
shans stolknut'sya s drugim delyashchimsya yadrom, i cepnaya reakciya tak i ne
nachinaetsya. No esli kusok delyashchegosya materiala imeet dostatochno bol'shie
razmery (my nazyvaem takoj kusok kriticheskoj massoj), dyujma tri-chetyre v
diametre, to bol'shinstvo nejtronov okazyvayutsya zahvachennymi, i vsya eta shtuka
vzryvaetsya. Takoe ustrojstvo my nazyvaem bomboj deleniya (v pechati ee
dovol'no chasto nepravil'no nazyvayut atomnoj bomboj).
Gorazdo luchshih rezul'tatov mozhno dostich', esli obratit'sya k drugomu
koncu Periodicheskoj sistemy elementov, gde yadernye sily prevoshodyat
elektricheskoe ottalkivanie. Kogda dva legkih yadra prihodyat v
soprikosnovenie, oni slivayutsya, kak dve kapel'ki rtuti na blyudechke. Takoe
sliyanie mozhet proizojti tol'ko pri ochen' vysokoj temperature, tak kak
elektricheskoe ottalkivanie - meshaet legkim yadram sblizit'sya i prijti v
soprikosnovenie. No kogda temperatura dostigaet desyatkov millionov gradusov,
elektricheskoe ottalkivanie uzhe ne v silah pomeshat' sblizheniyu atomov i
process sliyaniya, ili termoyadernogo sinteza, nachinaetsya. Naibolee podhodyashchimi
yadrami dlya termoyadernogo sinteza yavlyayutsya dejtrony, t. e. yadra atomov
tyazhelogo vodoroda. Sprava na doske ya izobrazil prostuyu shemu termoyadernoj
reakcii v dejterii. Kogda my vpervye pridumali vodorodnuyu bombu, nam
kazalos', chto ona stanet blagosloveniem dlya vsego mira, tak kak pri ee
vzryve ne obrazuyutsya radioaktivnye produkty deleniya, kotorye potom
raznosyatsya po vsej zemnoj atmosfere. No nam ne udalos' sozdat' "chistuyu"
vodorodnuyu bombu, potomu chto dejterij, luchshee yadernoe toplivo, kotoroe legko
izvlekaetsya iz morskoj vody, nedostatochno horosho gorit sam po sebe. Nam
prishlos' okruzhit' dejterievuyu serdcevinu uranovoj obolochkoj. Takie obolochki
porozhdayut mnozhestvo oskolkov deleniya, i lyudi prozvali nashu konstrukciyu
"gryaznoj" vodorodnoj bomboj. Analogichnye trudnosti voznikli i pri
proektirovanii upravlyaemoj termoyadernoj reakcii s dejteriem i, nesmotrya na
vse usiliya, nam tak i ne udalos' osushchestvit' ee. No ya uveren, chto rano ili
pozdno problema upravlyaemogo termoyadernogo sinteza budet reshena.
- Doktor Tallerkin, - sprosil kto-to iz auditorii, - mogut li oskolki
deleniya yader pri ispytaniyah gryaznoj vodorodnoj bomby vyzvat' opasnye dlya
zdorov'ya cheloveka mutacii u naseleniya vsego zemnogo shara?
- Ne vse mutacii vredny, - ulybnulsya doktor Tallerkin. - Nekotorye
mutacii sposobstvuyut uluchsheniyu nasledstvennosti. Esli by v zhivyh organizmah
ne proishodili mutacii, to i vy, i ya vse eshche byli by amebami. Razve vy ne
znaete, chto evolyuciya zhizni na Zemle proishodit isklyuchitel'no blagodarya
mutaciyam i vyzhivaniyu naibolee prisposoblennyh mutantov?
- Uzh ne hotite li vy skazat', - istericheski zakrichala kakaya-to zhenshchina
v auditorii, - chto my dolzhny rozhat' detej dyuzhinami i, otobrav nailuchshih,
umervshchlyat' ostal'nyh?
- Vidite li... - nachal doktor Tallerkin, no v etot moment dver'
otvorilas' i v auditoriyu voshel chelovek v letnoj forme.
- Potoraplivajtes', ser! - skorogovorkoj dolozhil on. - Vash vertolet
priparkovan u vhoda i, esli my ne vyletim sejchas zhe, vy ne smozhete vovremya
pribyt' v aeroport, gde vas ozhidaet special'nyj reaktivnyj samolet!
- Proshu menya izvinit', - obratilsya doktor Tallerkin k auditorii, - no
mne pora idti. Isten veluk!
I oni oba, doktor Tallerkin i pilot, pospeshili iz auditorii.
Glava 13
Rezchik po derevu
Dver' byla bol'shaya i massivnaya. Posredine na nej krasovalas' nadpis',
sdelannaya krupnymi bukvami: "Ostorozhno! Vysokoe napryazhenie!". No pervoe
vpechatlenie negostepriimstva neskol'ko smyagchalos' krupnoj nadpis'yu "Dobro
pozhalovat'!" na kovrike u dveri, i posle minutnogo kolebaniya mister Tompkins
nazhal na knopku dvernogo zvonka. Dver' otkryl molodoj assistent, i mister
Tompkins okazalsya v ogromnom pomeshchenii, dobruyu polovinu kotorogo zanimala
zamyslovataya mashina samogo fantasticheskogo vida.
- |to nash ciklotron, ili "atomnaya drobilka", kak ego nazyvayut v
gazetah, - poyasnil assistent, lyubovno poglazhivaya vitki odnoj iz katushek
gigantskogo elektromagnita, sostavlyayushchego osnovnuyu chast' ves'ma vnushitel'no
vyglyadevshego orudiya sovremennoj fiziki.
- On pozvolyaet poluchat' chasticy s energiej do desyati millionov
elektron-vol't, - s gordost'yu prodolzhal assistent, - i nemnogo najdetsya
yader, kotorye sposobny vyderzhat' stolknovenie s chasticej, dvizhushchejsya s takoj
nevoobrazimoj energiej!
- Potryasayushche interesno! - otozvalsya mister Tompkins. - |ti yadra, dolzhno
byt', ochen' prochny! Trudno poverit', chto etakaya mahina byla postroena tol'ko
dlya togo, chtoby raskololos' krohotnoe yadro krohotnogo atoma. A kak rabotaet
eta mashina?
- Vy byli kogda-nibud' v cirke? - sprosil mistera Tompkinsa ego test',
vnezapno voznikaya otkuda-to iz-za gigantskogo ciklotrona.
- Razumeetsya, byl, - otvetil mister Tompkins, neskol'ko udivlennyj
neozhidannym voprosom. - Vy hotite predlozhit' mne pojti s vami segodnya v cirk
na vechernee predstavlenie?
- Ne sovsem, - ulybnulsya professor. - Prosto, esli vam sluchalos' byvat'
v cirke, eto pomozhet vam ponyat', kak rabotaet ciklotron. Vzglyanite mezhdu
polyusov etogo ogromnogo magnita i vy uvidite kruglyj mednyj kozhuh. On sluzhit
kol'com, v kotorom uskoryayutsya razlichnye zaryazhennye chasticy, ispol'zuemye v
eksperimentah po bombardirovke yader. V centre kozhuha raspolozhen istochnik,
ispuskayushchij vse eti zaryazhennye chasticy, ili iony. Vyletaya iz istochnika, iony
dvizhutsya s ochen' malen'kimi skorostyami, i sil'noe pole, sozdavaemoe
magnitom, izgibaet ih traektorii v nebol'shie okruzhnosti vokrug centra. Zatem
my nachinaem pogonyat' chasticy i razgonyaem ih do vse bol'shih i bol'shih
skorostej.
- YA ponimayu, kak pogonyat' loshad', - zametil mister Tompkins, - no kak
vam udaetsya pogonyat' krohotnye zaryazhennye chasticy, vyshe moego razumeniya.
- A mezhdu tem eto ochen' prosto. Esli chastica dvizhetsya po krugu, to vse,
chto neobhodimo delat', eto soobshchat' ej ryad posledovatel'nyh elektricheskih
tolchkov vsyakij raz, kogda chastica budet prohodit' cherez opredelennuyu tochku
svoej traektorii, podobno tomu, kak v cirke trener hlystom podgonyaet loshad'
vsyakij raz, kogda ta, opisyvaya po arene krug za krugom, probegaet mimo nego.
- No trener vidit loshad', - vozrazil mister Tompkins. - A razve vy
vidite chasticu, opisyvayushchuyu krug za krugom v toj mednoj korobke, chtoby
podtolknut' ee v nuzhnyj moment?
- Razumeetsya, ne vizhu, - soglasilsya professor, - no eto i
neobyazatel'no. Vsya hitrost' ustrojstva ciklotrona sostoit v tom, chto, hotya
uskoryaemaya chastica dvizhetsya vse bystree i bystree, ona vsegda sovershaet
polnyj oborot za odno i to zhe vremya. Delo v tom, chto po mere uvelicheniya
skorosti chasticy radius, a sledovatel'no, i dlina ee krugovoj traektorii
takzhe sootvetstvenno uvelichivayutsya. V rezul'tate uskoryaemaya chastica dvizhetsya
po raskruchivayushchejsya spirali i vsegda prihodit v odno i to zhe mesto "kol'ca"
cherez odinakovye promezhutki vremeni. Vse, chto neobhodimo sdelat', eto
pomestit' v dannom meste kakoe-nibud' elektricheskoe ustrojstvo, kotoroe
podtalkivalo by chasticu cherez odinakovye promezhutki vremeni. My delaem eto s
pomoshch'yu kolebatel'nogo elektricheskogo kontura, ochen' pohozhego na te shemy,
kotorye vy mozhete videt' na lyuboj radiostancii. Kazhdyj elektricheskij tolchok
ne ochen' silen, no kumulyativnyj effekt mnogih tolchkov pozvolyaet razgonyat'
chasticu do ochen' bol'shih skorostej. V etom ogromnoe preimushchestvo ciklotrona:
on pozvolyaet dostigat' takogo zhe effekta, kak napryazhenie vo mnogie milliony
vol't, hotya nigde v ciklotrone vy ne najdete vysokih napryazhenij.
- Ochen' ostroumno, - zadumchivo proiznes mister Tompkins, - A ch'e eto
izobretenie?
- Pervyj ciklotron byl postroen neskol'ko let nazad nyne pokojnym
|rnestom Orlando Lourensom v Kalifornijskom universitete, - otvetil
professor. - S teh por ciklotrony znachitel'no vyrosli v svoih razmerah i
rasprostranilis' po fizicheskim laboratoriyam so skorost'yu sluhov. Oni
okazalis' udobnee, chem starye uskoriteli s celym kaskadom transformatorov
ili drugie uskoriteli, rabotavshie kak elektrostaticheskie mashiny.
- A nel'zya li razbit' atomnoe yadro vdrebezgi, ne pribegaya ko vsem etim
slozhnym mashinam? - sprosil mister Tompkins, tverdo ubezhdennyj storonnik
prostoty, s nedoveriem otnosivshijsya k lyubym ustrojstvam slozhnee molotka.
- Razumeetsya, mozhno. Kogda Rezerford provodil svoi pervye eksperimenty
po iskusstvennomu prevrashcheniyu elementov, on kak raz ispol'zoval obychnye
al'fa-chasticy, ispuskaemye estestvennymi radioaktivnymi istochnikami. No eto
bylo bolee dvadcati let nazad, i, kak vy mozhete ubedit'sya, s teh por metody
deleniya atoma sushchestvenno usovershenstvovalis'.
- A ne mozhete li vy pokazat' mne, kak razbivayut atom? - poprosil mister
Tompkins, vsegda predpochitavshij uvidet' svoimi glazami vmesto togo, chtoby
vyslushivat' dlinnye ob®yasneniya.
- S udovol'stviem, - otvetil professor. - My kak raz pristupaem k
eksperimentu po dal'nejshemu issledovaniyu deleniya yadra bora pri stolknovenii
s bystrymi protonami. Kogda yadro bora stalkivaetsya s protonom i eto
stolknovenie dostatochno sil'no dlya togo, chtoby bombardiruyushchaya chastica
pronikla skvoz' potencial'nyj bar'er i okazalas' vnutri yadra, ono
raspadaetsya na tri primerno ravnyh oskolka, kotorye razletayutsya vo vse
storony. Ves' process mozhno nablyudat' neposredstvenno v tak nazyvaemoj
puzyr'kovoj kamere, delayushchej vidimymi traektorii vseh chastic, uchastvuyushchih v
stolknovenii. Takaya kamera s nebol'shim kusochkom bora v seredine ustanovlena
u vyhoda uskoritel'noj sistemy, i kak tol'ko ciklotron zarabotaet, vy
uvidite delenie yadra sobstvennymi glazami.
- Vklyuchite, pozhalujsta, tok, - obratilsya professor k svoemu assistentu,
- a ya poka zajmus' regulirovkoj magnitnogo polya.
CHtoby zapustit' ciklotron, ponadobilos' nekotoroe vremya, i
predostavlennyj samomu sebe mister Tompkins prazdno brodil po laboratorii.
Ego vnimanie privlekla slozhnaya sistema usilitel'nyh lamp, tlevshih slabym
golubovatym svetom. Ne znaya v tochnosti, kakie elektricheskie napryazheniya
ispol'zuyutsya v ciklotrone (napryazhenie mozhet byt' malo dlya togo, chtoby
rasshchepit' atomnoe yadro, no vpolne dostatochno, chtoby svalit' byka!), mister
Tompkins ostorozhno naklonilsya nad lampami.
Posledoval rezkij shchelchok, slovno ukrotitel' l'vov vzmahnul svoim
hlystom, i mister Tompkins pochuvstvoval uzhasnuyu bol', pronzivshuyu vse ego
telo. V tot zhe mig t'ma okutala vse, i on poteryal soznanie.
Kogda mister Tompkins, nakonec, otkryl glaza, on obnaruzhil, chto lezhit
na polu v tom samom meste, gde ego srazil elektricheskij razryad. Pomeshchenie
vrode by ostavalos' prezhnim, no bylo obstavleno sovershenno po-drugomu.
Vmesto vozvyshavshegosya napodobie bashni ciklotronnogo magnita, siyayushchih mednyh
kontaktov i desyatkov slozhnyh elektricheskih ustrojstv, torchavshih tut i tam,
mister Tompkins uvidel derevyannyj stol, na kotorom byli razbrosany
plotnickie instrumenty. Na staromodnyh polkah, visevshih po stenam, mister
Tompkins zametil mnozhestvo vyrezannyh iz dereva figur strannyh i neobychnyh
form. Za stolom sidel privetlivyj starichok. Priglyadevshis' k ego chertam,
mister Tompkins byl porazhen sil'nym shodstvom so starikom Dzhepetto iz fil'ma
"Pinokkio" Uolta Disneya i s portretom pokojnogo Rezerforda lorda Nel'sona,
visevshim v laboratorii u professora.
- Proshu proshcheniya za nevol'noe vtorzhenie, - skazal mister Tompkins,
podnimayas' s pola. - Vidite li, ya byl na ekskursii v yadernoj laboratorii i
tam so mnoj priklyuchilos' chto-to strannoe.
- A, tak vy interesuetes' atomnym yadrom? - ozhivilsya starichok,
otkladyvaya v storonu derevyannuyu figurku, kotoruyu on vyrezal. Togda vy popali
kak raz tuda, kuda nado! YA izgotovlyayu vsevozmozhnye yadra i budu rad pokazat'
vam svoyu masterskuyu.
- YA ne oslyshalsya? - peresprosil mister Tompkins s ozadachennym vidom. -
Vy skazali, chto zanimaetes' izgotovleniem yader?
- Da, vy ne oslyshalis'. Pravda, eto trebuet izvestnoj snorovki, v
osobennosti izgotovlenie radioaktivnyh yader. Ved' ne uspeesh' ih vykrasit',
kak oni mogut raspast'sya.
- _Vykrasit'_?
- Da, polozhitel'no zaryazhennye chasticy ya obychno okrashivayu v krasnyj
cvet, a otricatel'no zaryazhennye - v zelenyj. Vy, dolzhno byt', znaete, chto
krasnyj i zelenyj cveta prinadlezhat k chislu tak nazyvaemyh _dopolnitel'nyh
cvetov_ i pri smeshivanii unichtozhayut drug druga {CHitatel' dolzhen imet' v
vidu, chto, govorya o smeshivanii cvetov, my imeem v vidu tol'ko luchi sveta
sootvetstvuyushchej okraski, a ne sami cveta. Esli smeshat' krasnuyu i zelenuyu
kraski, to poluchitsya nekij gryaznyj cvet. Esli zhe polovinu verhnej storony
volchka vykrasit' v krasnyj cvet, a druguyu polovinu - v zelenyj, to, zakrutiv
volchok, my uvidim, chto on belyj.}. Dopolnitel'nye cveta sootvetstvuyut
polozhitel'nym i otricatel'nym elektricheskim zaryadam, kotorye nejtralizuyut
drug druga. Esli atomnoe yadro sostoit iz odinakovogo chisla polozhitel'nyh i
otricatel'nyh zaryadov, bystro dvigayushchihsya v odnu i v druguyu storonu, to
takoe yadro budet elektricheski nejtral'nym i pokazhetsya vam belym. Esli zhe
polozhitel'nyh ili otricatel'nyh chastic budet bol'she, to vsya sistema budet
okrashena v krasnyj ili v zelenyj cvet. Ne pravda li, prosto?
- Zdes', - prodolzhal starichok, pokazyvaya misteru Tompkinsu dva bol'shih
derevyannyh yashchika, stoyavshih vozle stola, - ya hranyu materialy, iz kotoryh
mozhno izgotovit' razlichnye yadra. V pervom yashchike u menya hranyatsya _protony_ -
vidite eti krasnye shary? Oni ochen' stabil'ny i sohranyayut svoj krasnyj cvet,
dazhe esli vy vzdumaete poskoblit' ih nozhom ili chem-nibud' pocarapat'. S
_nejtronami_ vo vtorom yashchike hlopot gorazdo bol'she. Obychno oni belye, ili
elektricheski nejtral'nye, no obnaruzhivayut sil'nuyu tendenciyu prevrashchat'sya v
krasnye protony. Poka yashchik plotno zakryt, vse v poryadke, no stoit lish'
vynut' odin nejtron iz yashchika, kak proishodit sleduyushchee. Vot, polyubujtes'
sami.
Otkryv yashchik, staryj rezchik po derevu izvlek iz nego odin iz belyh sharov
i polozhil ego na stol. Kakoe-to vremya nichego ne proishodilo, no kak raz v
tot moment, kogda mister Tompkins nachal teryat' terpenie, shar vnezapno ozhil.
Na ego poverhnosti poyavilis' krasnovatye i zelenovatye polosy, i vskore
nekogda belyj shar vyglyadel, kak odin iz teh pestryh mramornyh sharikov, v
kotorye tak lyubyat igrat' deti. Zelenyj cvet nachal koncentrirovat'sya na odnoj
storone shara, kotoraya nachala vypyachivat'sya i zatem polnost'yu otdelilas' ot
shara, obrazovav blestyashchuyu zelenuyu kaplyu, kotoraya upala na pol. SHar posle
etogo stal krasnym i po vneshnemu vidu nichem ne otlichalsya ot krasnyh
sharov-protonov v pervom yashchike.
- Vidite, chto proishodit, - skazal rezchik, podnimaya s pola zelenuyu
kaplyu, stavshuyu tverdoj i krugloj. - Belyj cvet nejtrona prevratilsya v
zelenyj i krasnyj, a sam nejtron raspalsya na dve otdel'nye chasticy - proton
i otricatel'no zaryazhennyj elektron.
- Da, da, - dobavil starichok, vidya izumlennoe vyrazhenie na lice mistera
Tompkinsa, - eta chastica cveta nefrita - ne chto inoe, kak obyknovennyj
elektron, nichem ne otlichayushchijsya ot drugih elektronov v lyubom atome i v chem
ugodno.
- Podumat' tol'ko! - voskliknul mister Tompkins. - |to dejstvitel'no
prevoshodit vse fokusy s raznocvetnymi nosovymi platkami, kakie tol'ko mne
prihodilos' videt'. A mozhete li vy vernut' sharam ih ishodnuyu okrasku?
- Da, ya votru zelenuyu krasku v poverhnost' krasnogo shara, ot chego shar
snova stanet belym. Razumeetsya, dlya etogo pridetsya zatratit' opredelennoe
kolichestvo energii. Drugoj sposob sostoit v tom, chtoby soskresti s shara
krasnuyu krasku, no i on trebuet zatrat energii. Soskoblennaya s poverhnosti
protona krasnaya kraska obrazuet krasnuyu kaplyu, t. e. polozhitel'no zaryazhennyj
elektron, o kotorom vam, dolzhno byt', prihodilos' slyshat'.
- O da, kogda ya byl elektronom, - nachal bylo mister Tompkins, no vo
vremya spohvatilsya, - t. e. ya hochu skazat', chto slyshal, budto polozhitel'nye i
otricatel'nye elektrony pri stolknovenii annigiliruyut, t. e. vzaimno
unichtozhayutsya. Ne mogli by vy prodelat' etot tryuk dlya menya?
- S udovol'stviem, - otvetil staryj master. - Delaetsya eto ochen'
prosto. YA ne stanu soskrebat' krasku s etogo protona. U menya i tak ostalas'
parochka-drugaya protonov ot utrennej raboty.
Otkryv odin iz yashchikov, on izvlek iz nego nebol'shoj yarko-krasnyj shar i,
krepko derzha ego mezhdu ukazatel'nym i bol'shim pal'cami, prizhal k zelenomu
sharu, lezhavshemu na stole. Posledoval gromkij tresk, slovno vzorvalas'
hlopushka, i oba shara odnovremenno ischezli.
- Videli? - sprosil rezchik, duya na slegka obozhzhennye pal'cy. - Poetomu
iz elektronov i nel'zya stroit' yadra. Odnazhdy ya popytalsya, no potom brosil
etu zateyu i teper' stroyu yadra tol'ko iz protonov i nejtronov.
- No ved' nejtrony tozhe nestabil'ny, esli ya ne oshibayus'? - sprosil
mister Tompkins, vspominaya prevrashcheniya belogo shara.
- Esli brat' nejtrony poodinochke, to oni dejstvitel'no nestabil'ny. No
kogda oni plotno upakovany v yadre i okruzheny drugimi chasticami, to
stanovyatsya stabil'nymi. Esli zhe nejtronov ili protonov stanovitsya slishkom
mnogo, to oni mogut preterpevat' prevrashcheniya i ispuskat' iz yadra lishnyuyu
krasku v vide polozhitel'no ili otricatel'no zaryazhennyh elektronov. Takie
sobytiya my nazyvaem beta-raspadom.
- Ispol'zuete li vy pri izgotovlenii yader klej? - pointeresovalsya
mister Tompkins.
- Net, nikakoj klej mne ne nuzhen, - otvetil staryj master. - |ti
chasticy, izvol'te videt', sami slipayutsya, stoit lish' podnesti ih drug k
drugu. Poprobujte sami, esli hotite.
Posledovav etomu lyubeznomu priglasheniyu, mister Tompkins vzyal v odnu
ruku proton, v druguyu nejtron i ostorozhno nachal ih sblizhat'. On srazu zhe
pochuvstvoval sil'noe prityazhenie i, vzglyanuv na chasticy, zametil chrezvychajno
strannoe yavlenie: chasticy nachali obmenivat'sya okraskoj, stanovyas'
poperemenno to krasnymi, to belymi. Kazalos', budto krasnaya kraska
"pereprygivaet" s shara v pravoj ruke na shar v levoj ruke, a zatem s shara v
levoj ruke snova na shar v pravoj ruke. "Perekraska" sharov proishodila tak
bystro, chto kazalos', budto mezhdu sharami protyanulas' rozovataya lenta, po
kotoroj to v odnu, to v druguyu storonu peretekala kraska.
- Moi druz'ya-teoretiki nazyvayut eto obmennym vzaimodejstviem, - zametil
staryj master, posmeivayas' nad udivleniem mistera Tompkinsa. - Esli ugodno,
mozhno skazat', chto oba shara hotyat byt' krasnymi, no poskol'ku oni ne mogut
byt' krasnymi odnovremenno, shary kak by poperemenno peretyagivayut krasnuyu
okrasku k sebe. Ni odin iz sharov ne zhelaet ustupat' drugomu, i poetomu shary
vynuzhdeny prilipnut' drug k drugu i sosushchestvovat', pokuda vy ne razdelite
ih nasil'no. A teper' ya hochu pokazat' vam, kak prosto izgotovit' lyuboe yadro,
kakoe vy tol'ko pozhelaete. Kakoe yadro vam nravitsya bol'she drugih?
- Zoloto, - otvetil mister Tompkins, pomnya ob ambiciyah srednevekovyh
alhimikov.
- Zoloto? Sejchas posmotrim, - probormotal sebe pod nos staryj master,
oborachivayas' k ogromnoj tablice, visevshej na stene. - YAdro zolota vesit 197
edinic i neset 79 polozhitel'nyh elektricheskih zaryadov. Znachit, dlya
izgotovleniya yadra zolota ya dolzhen vzyat' 79 protonov i 118 nejtronov - togda
massa yadra poluchitsya pravil'noj.
Otschitav nuzhnoe kolichestvo sharov kazhdogo sorta, master pomestil ih v
vysokij cilindricheskij sosud i vstavil v nego tyazhelyj derevyannyj porshen'.
Zatem izo vseh sil on naleg na porshen', pytayas' sdvinut' ego vniz.
- |to neobhodimo dlya togo, - poyasnil on misteru Tompkinsu, - chtoby
preodolet' sil'noe elektricheskoe ottalkivanie mezhdu polozhitel'no zaryazhennymi
protonami. Lish' posle togo, kak szhatie porshnem preodoleet ottalkivanie
protonov, protony i nejtrony slipnutsya pod dejstviem obmennyh sil i obrazuyut
yadro zolota.
S siloj opustiv porshen' do otkaza vniz, master vynul ego i bystro
perevernul cilindricheskij sosud. Blestyashchij rozovatyj shar vykatilsya iz sosuda
na stol, i, prismotrevshis' povnimatel'nee, mister Tompkins ponyal, chto
rozovatyj cvet voznikal iz-za smesheniya krasnyh i belyh vspyshek, to i delo
proskakivavshih mezhdu bystro dvizhushchimisya chasticami.
- Kak krasivo! - voskliknul mister Tompkins. - Tak vot on kakoj, atom
zolota!
- Eshche ne atom, a tol'ko atomnoe yadro, - popravil ego staryj master. -
CHtoby zavershit' postroenie atoma, neobhodimo dobavit' nadlezhashchee kolichestvo
elektronov. Oni nejtralizuyut polozhitel'nyj zaryad yadra i sozdadut vokrug nego
obychnuyu elektronnuyu obolochku. Vprochem, sdelat' eto ne sostavlyaet osobogo
truda, tak kak yadro samo zahvatyvaet svoi elektrony, kak tol'ko te okazhutsya
poblizosti.
- Interesno, - zametil mister Tompkins. - Moj test' nikogda ne upominal
o tom, chto izgotovit' zoloto tak prosto.
- Vash test' i vse eti tak nazyvaemye fiziki-yadershchiki! - voskliknul
staryj master s notkami razdrazheniya v golose. - Ochen' uzh oni vazhnichayut, hotya
delat' umeyut ochen' malo. Oni utverzhdayut, budto protony nel'zya szhat' v
sostavnoe yadro, tak kak dlya etogo potrebovalos' by slishkom bol'shoe davlenie.
Odin iz nih dazhe podschital, chto dlya sblizheniya protonov ponadobilos' by
prilozhit' silu, ravnuyu vesu Luny. Tak pochemu by ne dostat' s neba Lunu, esli
im bol'she nechego delat'?
- No oni vse zhe nauchilis' osushchestvlyat' _nekotorye_ yadernye prevrashcheniya,
- myagko zametil mister Tompkins.
- Da, no s kakim trudom dayutsya im eti reakcii! A novye elementy oni
poluchayut v takih nichtozhnyh kolichestvah, chto sami zhe edva mogut ih
rassmotret'! YA sejchas prodemonstriruyu vam, kak oni eto delayut.
I shvativ proton, staryj master chto bylo sil zapustil im v yadro atoma
zolota, lezhavshee na stole. U samogo yadra proton chut' zamedlil svoe dvizhenie,
pokolebalsya kakoj-to moment i zatem nyrnul vnutr' yadra. Poglotiv proton,
yadro zatryaslos', slovno ot oznoba, a zatem ot nego s treskom otkololas'
nebol'shaya chast'.
- Vidite, - skazal master, podbiraya oskolok. - |to to, chto nazyvaetsya
al'fa-chasticej! Esli prismotret'sya povnimatel'nee, to vidno, chto ona sostoit
iz dvuh protonov i dvuh nejtronov. Takie chasticy obychno ispuskayutsya tyazhelymi
yadrami tak nazyvaemyh radioaktivnyh elementov, no al'fa-chasticu mozhno vybit'
i iz obychnyh stabil'nyh yader, esli stuknut' po nim dostatochno sil'no. Hochu
obratit' vashe vnimanie na to, chto ostavshijsya lezhat' na stole bolee krupnyj
oskolok uzhe ne yavlyaetsya yadrom atoma zolota. On utratil odin polozhitel'nyj
zaryad, i teper' pered nami yadro atoma platiny, predydushchego elementa v
periodicheskoj tablice. Odnako v nekotoryh sluchayah proton, proniknuv v yadro,
ne privodit k raspadu yadra na dva oskolka. V etom sluchae vy poluchite yadro
elementa, sleduyushchego za zolotom v periodicheskoj tablice, t. e. yadro rtuti.
Kombiniruya eti i analogichnye processy, mozhno prevrashchat' lyuboj element v
lyuboj drugoj.
- Teper' ya ponimayu, pochemu v yadernoj fizike ispol'zuyut puchki bystryh
protonov, razognannyh do vysokih energij na ciklotrone, - zadumchivo proiznes
mister Tompkins. - A pochemu vy schitaete, chto etot metod nehorosh?
- Potomu chto effektivnost' ego ochen' nizka. Prezhde vsego
fiziki-yadershchiki ne umeyut tak tochno popadat' v yadro, kak ya: u nih s yadrom
stalkivaetsya lish' odna chastica iz tysyachi. Vo-vtoryh, dazhe v tom sluchae, esli
chastica popala v yadro, ona s bol'shoj veroyatnost'yu ne pronikaet vnutr' yadra,
a otskakivaet ot nego. Vy, dolzhno byt', zametili, chto kogda ya zapustil
protonom v yadro atoma zolota, proton nemnogo pomedlil, prezhde chem vojti
vnutr' yadra i ya uzhe bylo podumal, chto proton otskochit nazad.
- A chto meshaet chasticam pronikat' v yadra? - pointeresovalsya mister
Tompkins.
- Ob etom vy mogli by dogadat'sya i sami, - skazal staryj master. - Esli
vy pomnite, i yadra, i bombardiruyushchie ih protony nesut polozhitel'nye zaryady.
Sily ottalkivaniya, dejstvuyushchie mezhdu etimi zaryadami, obrazuyut svoego roda
bar'er, preodolet' kotoryj ne tak-to legko. Esli bombardiruyushchie protony vse
zhe pronikayut v yadernuyu krepost', to proishodit eto tol'ko potomu, chto oni
ispol'zuyut priem, napominayushchij Troyanskogo konya: prohodyat skvoz' yadernye
steny, kak volny, a ne kak chasticy.
- Boyus', chto eto vyshe moego razumeniya, - pechal'no zametil mister
Tomgasins. - Iz vashih ob®yasnenij ya ne ponyal ni slova.
- Boyus', chto eto tak, - skazal rezchik s ulybkoj. - Skazat' vam po
pravde, ya i sam ne ochen' razbirayus' vo vsem etom. Ved' ya master. YA mogu
delat' vse eti veshchi rukami, no v teoreticheskoj abrakadabre ya ne slishkom
silen. Glavnoe zdes' v tom, chto poskol'ku vse eti yadernye chasticy sdelany iz
kvantovogo materiala, oni legko prohodyat, ili prosachivayutsya, skvoz'
prepyatstviya, kotorye obychno schitayutsya nepronicaemymi.
- O, ya kazhetsya ponimayu, chto vy imeete v vidu! - voskliknul mister
Tompkins. - Pomnitsya, odnazhdy, eshche do togo, kak ya vstretil Mod, mne dovelos'
pobyvat' v odnom strannom meste, gde bil'yardnye shary veli sebya v tochnosti
tak, kak vy sejchas skazali. - Bil'yardnye shary? Vy imeete v vidu bil'yardnye
shary iz slonovoj kosti? - povtoril s gorech'yu staryj master.
- Da, naskol'ko ya znayu, shary byli vytocheny iz bivnej kvantovyh slonov,
- otvetil mister Tompkins.
- Nichego ne podelaesh', takova zhizn', - pechal'no skazal staryj master. -
Podumat' tol'ko, kto-to vyrezaet kakie-to durackie shary, rashoduya stol'
dragocennyj material dlya ch'ej-to zabavy, a mne prihoditsya vyrezat' protony i
nejtrony, fundamental'nejshie chasticy Vselennoj, iz prostogo kvantovogo duba!
- Vprochem, - prodolzhal on bodrym tonom, chtoby skryt' razocharovanie, -
moi neschastnye derevyannye igrushki nichut' ne ustupayut vsem etim dorogim
fintiflyushkam iz slonovoj kosti. Kak ya sejchas pokazhu vam, oni legko prohodyat
skvoz' lyuboj bar'er. Vzobravshis' na stul, master dostal s verhnej polki
reznuyu figurku neobychnogo vida, napominavshuyu model' vulkana.
- Vot, ne ugodno li vzglyanut', - prodolzhal master, ostorozhno smahivaya
pyl'. - Pered vami model' bar'era sil ottalkivaniya, kotoryj okruzhaet lyuboe
atomnoe yadro. Vneshnie sklony sootvetstvuyut ottalkivaniyu elektricheskih
zaryadov, a krater - silam scepleniya, uderzhivayushchim chasticy vnutri yadra. Esli
tolknut' sharik vverh po sklonu, no ne slishkom sil'no, chtoby on ne dostig
kraya kratera, to vy, estestvenno, ozhidaete, chto sharik skatitsya nazad. A vot
chto proishodit na samom dele.
Master slegka podtolknul sharik vverh po sklonu.
- Ne vizhu nichego neobychnogo, - zametil mister Tompkins, kogda sharik,
podnyavshis' primerno do serediny sklona, skatilsya nazad.
- Ne toropites', - spokojno skazal master. - Ne vse i ne vsegda
poluchaetsya s pervogo raza.
On eshche raz tolknul sharik vverh po sklonu, i sharik snova skatilsya vniz.
I lish' s tret'ej popytki sharik, podnyavshis' primerno do serediny sklona,
vnezapno ischez.
- Kak vy dumaete, gde teper' sharik? - torzhestvuyushche sprosil staryj
master s chuvstvom fokusnika, udachno vypolnivshego trudnyj tryuk.
- Navernoe, v kratere? - vyskazal predpolozhenie mister Tompkins.
- Vy sovershenno pravy, imenno v kratere, - podtverdil ego dogadku
staryj master, vynimaya sharik iz uglubleniya dvumya pal'cami.
- A teper' poprobuem zapustit' ego v obratnom napravlenii, - predlozhil
on misteru Tompkinsu, - i posmotrim, smozhet li sharik vybrat'sya iz kratera,
ne perekatyvayas' cherez kraj.
V techenie kakogo-to vremeni nichego ne proishodilo, i mister Tompkins
mog tol'ko slyshat' pogromyhivanie sharika, katavshegosya to v odnu, to v druguyu
storonu vnutri kratera. Zatem, kak po manoveniyu volshebnoj palochki, sharik
vdrug poyavilsya na seredine sklona i tiho skatilsya na stol.
- To, chto vy sejchas videli, mozhet sluzhit' horoshej illyustraciej togo,
chto proishodit pri radioaktivnom al'fa-raspade, - skazal rezchik, stavya
model' na polku, - tol'ko tam vmesto bar'era iz obychnogo kvantovogo duba
sushchestvuet bar'er sil ottalkivaniya elektricheskih zaryadov. V principe nikakoj
raznicy mezhdu model'yu i nastoyashchim al'fa-raspadom net. Inogda eti
elektricheskie bar'ery v atomah stanovyatsya nastol'ko "prozrachnymi", chto
chasticy pokidayut yadra za nichtozhnuyu dolyu sekundy. V drugih sluchayah yadernye
bar'ery nastol'ko "neprozrachnye", chto perehod iz yadra naruzhu zatyagivaetsya na
mnogie milliardy let, kak naprimer v yadre urana.
- No pochemu ne vse yadra radioaktivny? - pointeresovalsya mister
Tomtpsins.
- Potomu chto u bol'shinstva yader dno kratera raspolozheno nizhe urovnya
podoshvy vulkana, i tol'ko u samyh tyazhelyh iz izvestnyh yader dno kratera
podnyato dostatochno vysoko dlya togo, chtoby "pobeg" chasticy mog sostoyat'sya.
Trudno skazat', skol'ko chasov provel mister Tomtpsins v masterskoj u
milogo starogo mastera, s gotovnost'yu delivshegosya s nim svoimi poznaniyami na
lyubuyu temu, kotoruyu oni zatragivali v besede. Master pokazal misteru
Tompkinsu mnozhestvo neobychnyh veshchej, v tom chisle tshchatel'no zakrytuyu, no,
po-vidimomu, pustuyu shkatulku s nadpis'yu "NEJTRINO. _Obrashchat'sya s
ostorozhnost'yu_".
- Tam vnutri chto-nibud' est'? - s lyubopytstvom sprosil mister Tompkins,
vstryahivaya shkatulku u samogo uha.
- Ne znayu, - priznalsya staryj master. - Odni govoryat, chto est', drugie,
chto net. No vnutri shkatulki vy vse ravno nichego ne uvidite. |tu zanyatnuyu
shkatulku podaril mne odin priyatel', fizik-teoretik, i, po pravde govorya, ya
ne znayu, chto s nej delat'. Luchshe vsego poka ostavit' ee v pokoe.
Prodolzhaya osmatrivat' masterskuyu, mister Tompkins uvidel na verstake
pokrytuyu pyl'yu starinnuyu skripku. Ona kazalas' takoj staroj, slovno ee
izgotovil dedushka Stradivari.
- Vy igraete na skripke? - povernulsya k rezchiku mister Tompkins.
- Tol'ko gamma-melodii, - otvetil staryj master. - |to kvantovaya
skripka, i nichego drugogo na nej ispolnit' nel'zya. Kogda-to u menya byla
kvantovaya violonchel'. Na nej mozhno bylo ispolnyat' melodii v opticheskom
diapazone, no kto-to poprosil ee u menya poigrat', da tak i ne udosuzhilsya
vernut'.
- Sygrajte mne, pozhalujsta, kakuyu-nibud' gamma-melodiyu, - poprosil
mister Tompkins. - Mne ne prihodilos' slyshat' takie melodii prezhde.
- YA sygrayu vam "Nukleat v tonal'nosti Th S diez", - skazal staryj
master, berya skripku, - no prigotov'tes', eto ochen' pechal'naya melodiya.
Muzyka, dejstvitel'no, zvuchala ochen' stranno. Nichego pohozhego misteru
Tompkinsu slyshat' ne prihodilos'. Melodiya napominala neumolchnyj shum morskih
voln, nakatyvayushchihsya na peschanyj bereg. Vremya ot vremeni shum priboya preryval
rezkij zvuk, napominavshij svist proletevshej mimo puli. Mister Tompkins ne
byl zavzyatym melomanom, no ispolnyaemaya masterom melodiya zacharovala i skovala
ego. On potyanulsya, ustroilsya poudobnee v starom kresle i zakryl glaza...
Glava 14
Dyry v pustote
Ledi i dzhentl'meny!
Segodnya ya proshu vas byt' osobenno vnimatel'nymi, poskol'ku problemy, o
kotoryh pojdet rech' v moej lekcii, stol' zhe trudny, skol' i uvlekatel'ny. YA
namerevayus' rasskazat' vam o novyh chasticah, izvestnyh pod nazvaniem
pozitrony i obladayushchih bolee chem neobychnymi svojstvami. Ves'ma pouchitel'no,
chto sushchestvovanie etoj novoj raznovidnosti chastic bylo predskazano na osnove
chisto teoreticheskih soobrazhenij za neskol'ko let do togo, kak oni byli
obnaruzheny eksperimental'no, otkrytiyu pozitronov v znachitel'noj mere
sposobstvovalo teoreticheskoe predskazanie ih osnovnyh svojstv.
CHest' sdelat' eti predskazaniya prinadlezhit britanskomu fiziku Polyu
Diraku, o kotorom vam uzhe prihodilos' slyshat'. K svoim zaklyucheniyam Dirak
prishel na osnove teoreticheskih soobrazhenij, stol' neobychnyh i
fantasticheskih, chto bol'shinstvo fizikov dolgoe vremya otkazyvalos' verit' v
nih. Osnovnuyu ideyu teorii Diraka mozhno sformulirovat' v sleduyushchih prostyh
slovah: "V pustom prostranstve dolzhny byt' dyry". YA vizhu, vy udivleny. Ne
menee vas byli udivleny i fiziki, kogda Dirak vpervye proiznes eti slova.
Kak mogut byt' dyry v pustom prostranstve? Est' li v podobnom utverzhdenii
kakoj-nibud' smysl? Okazyvaetsya, est', esli vspomnit', chto tak nazyvaemoe
pustoe prostranstvo v dejstvitel'nosti ne tak pusto, kak nam kazhetsya. V
samom dele, osnovnym ishodnym punktom teorii Diraka sluzhit predpolozhenie o
tom, chto _tak nazyvaemoe pustoe prostranstvo, ili vakuum, v dejstvitel'nosti
plotno zapolneno beskonechno mnogimi elektronami (obychnymi otricatel'no
zaryazhennymi elektronami), upakovannymi ves'ma pravil'no i ravnomerno_. Net
neobhodimosti govorit' o tom, chto eta staraya gipoteza prishla Diraku v golovu
ne prosto kak igra fantazii. K prinyatiyu ee Diraka vynudil celyj ryad
soobrazhenij, svyazannyh s teoriej obychnyh otricatel'no zaryazhennyh elektronov.
|ta teoriya privodit k neizbezhnomu zaklyucheniyu o tom, chto pomimo kvantovyh
sostoyanij dvizheniya v atome sushchestvuet takzhe beskonechno mnogo osobyh
_otricatel'nyh kvantovyh sostoyanij_, prinadlezhashchih chistomu vakuumu i chto
elektrony, esli nichto ne meshaet im perehodit' v eti "bolee udobnye"
sostoyaniya dvizheniya, pokinut svoi atomy i, tak skazat', rastvoryatsya v pustom
prostranstve. Bolee togo, poskol'ku sushchestvuet tol'ko odin sposob
vosprepyatstvovat' elektronu perehodit', kuda emu zablagorassuditsya, a imenno
zanyat' to sostoyanie, v kotoroe sobiraetsya perehodit' elektron, drugim
elektronom (vspomnite princip Pauli!), vse sostoyaniya v vakuume dolzhny byt'
zapolneny beskonechno mnogimi elektronami, ravnomerno raspredelennymi po
vsemu prostranstvu.
Boyus', chto moi slova zvuchat dlya vas, kak svoego roda nauchnaya
abrakadabra i chto golova u vas ot vsego etogo vdet krugom. Dolzhen zametit',
chto predmet moej lekcii segodnya osobenno truden, no ya nadeyus', chto esli vy
budete vnimatel'no slushat' menya, to v konce koncov vam udastsya sostavit'
opredelennoe predstavlenie o haraktere teorii Diraka.
No vernemsya k teme lekcii. Tak ili inache Dirak prishel k zaklyucheniyu o
tom, chto pustoe prostranstvo do otkaza zapolneno elektronami,
raspredelennymi ravnomerno, no s beskonechno bol'shoj plotnost'yu. Kak moglo
sluchit'sya, chto my voobshche ne zamechaem stol' gustogo skopleniya elektronov i
rassmatrivaem vakuum kak absolyutnoe prostranstvo?
Vy smozhete luchshe ponyat' otvet na eti voprosy, esli voobrazite sebya
glubokovodnoj ryboj, nahodyashchejsya v tolshche vod. Ponimaet li ryba,