Если, говорили физики, бессмысленно стрелять по ядрам из «ружья», значит, на атомную «охоту» надо брать с собой скорострельный «пулемёт».
И тут немецкий учёный Фридрих Хоутерманс подлил масла в огонь, выдвинув (в 1929 году) гипотезу о ядерном или, точнее, о термоядерном происхождении звёзд. В небесных светилах, заявил он, должны вовсю бушевать взрывы немыслимой мощи.
Но если атомная энергия клокочет в звёздах, почему не попытаться получить её на Земле? В каком-нибудь укромном изолированном месте?
Так или примерно так рассуждали тогда в научном мире очень многие.
И в том же 1929 году два молодых физика — американец Эрнест Лоуренс и Лео Сцилард из Венгрии — независимо друг от друга придумали тот самый «пулемёт», который способен был заменить прежнее «ружьё» для «охоты» на атомы.
Учёные предложили «обстреливать» микроскопические атомные «мишени» не отдельно летящими ядерными «пулями», а мощными пучками альфа-частиц. Или потоком протонов. Предварительно разогнав их до невероятно больших скоростей. С помощью электромагнита, в специальном ускорителе.
В 1931 году Эрнест Лоуренс вместе с другим американцем Милтоном Ливингстоном построил такой прибор. Его назвали циклотроном.
У физиков начало складываться ощущение, что ещё чуть-чуть, и двери в кладовые внутриатомной энергии наконец-то гостеприимно распахнутся.
Но не тут-то было!
Ведь для ускорения разгоняемых частиц требовались колоссальные энергетические затраты. Гораздо большие, чем те, что намеревались получить от самой ядерной реакции.
Ситуация казалась безнадёжной.
Но…
Лев Ландау писал:
«Хитрая природа, оказывается, только дразнила физиков. Там, где всё казалось ясным, вдруг открылись новые, неожиданные явления».
Это случилось в самом начале 30-х годов. Элемент бериллий облучали альфа-частицами французские физики Ирен Кюри и Фредерик Жолио. Облучали, облучали, облучали.
И вдруг возникло очередное «лучистое» явление: бериллий начал светиться!
В чём причина этого необычно странного свечения, попытался разобраться англичанин Джеймс Чедвик. В 1932 году он выяснил, что вылетающие из бериллия «осколки» не имеют электрического заряда, то есть они абсолютно нейтральны. И назвал эти частицы нейтронами.
В том же 1932 году молодой советский учёный Дмитрий Иваненко, работавший в Ленинградском физико-техническом институте, предложил рассматривать нейтральные нейтроны и положительно заряженные протоны в качестве тех «кирпичиков», из которых и сложены атомные ядра.
Теория Иваненко логично объясняла порядок расположения элементов в периодической таблице Менделеева. Она легко отвечала на вопрос, почему, допустим, элемент гелий, атомный вес которого 4, имеет порядковый номер 2. А потому, разъяснял Иваненко, что место элемента в периодической таблице определяется зарядом. В ядре гелия два протона и два нейтрона. Значит, заряд ядра — плюс 2, отсюда — и место второе.
То же самое происходит с ураном. Его атомный вес — 238, стало быть, в ядре находится 92 протона и 146 нейтронов. Поэтому заряд ядра (и номер места в периодической таблице) — 92.
Теорию советского физика научный мир тотчас взял на вооружение.
В 1935 году за своё открытие Джеймс Чедвик получил Нобелевскую премию. В том же году, правда, за другое научное достижение стали Нобелевскими лауреатами и супруги Жолио-Кюри. Дмитрия Иваненко удостоят всего лишь Сталинской премии. За совсем другие заслуги. И много лет спустя — в 1950-ом.
Но, раз уж речь пошла о российском вкладе в дело изучения атомного ядра, приглядимся повнимательней к тому, какое участие в громких ядерных открытиях принимала страна, издавна называвшаяся Россией, а потом переименовавшая себя в Советский Союз.
Атом и физики-россияне
Пожалуй, самым знаменитым российским физиком начала ХХ века был Пётр Николаевич Лебедев, окончивший в 1891 году Страсбургский университет. Известно много его работ в области электромагнитного и светового излучения, магнетизма вращающихся тел и природы межмолекулярных сил. Но самым знаменитым достижением Лебедева, заставившим ахнуть учёных всего мира, было измерение давление света.
Однако учёный рано ушёл из жизни — в возрасте всего лишь 46 лет. Это случилось в 1912-ом. Достойных преемников, которые могли бы продолжить его исследования, Лебедев не оставил. Хотя способных физиков в тогдашней России было немало.