XII. Национальный исследовательский совет
Математические проблемы в теории электрической трансмиссии и исследование свойств материала, используемого в конструкции катушек индуктивности, поглотили меня всего, и я забыл о том, что от меня ускользали замечательные возможности, представляемые новой физикой, которую я всегда символически представлял себе чертежом вакуумной лампы, так как она ведет свое начало от открытия Рентгена.
Не успел французский физик Перрин установить, что катодные лучи являются отрицательным электричеством, движущимся от отрицательного электрода вакуумной лампы к положительному, как профессор Кэмбриджского университета Д.Д.Томпсон нашел, что это отрицательное электричество концентрируется в маленьких частицах, которые называются сегодня электронами, и которые движутся с большой скоростью. Он также доказал, что отношение электрического заряда к массе каждого электрона может быть определено экспериментальным путем и, при определенных условиях, является определенной и неизменяемой величиной. Этот ученый, будучи еще двадцатипятилетним юношей, предсказал в 1881 г., за четырнадцать лет до открытия Рентгена, что катодные лучи являются маленькими отрицательно заряженными телами, движущимися с большой скоростью. Предположив, что они имеют сферическую форму, он, на основе электромагнитной теории Фарадея-Максвелла, вычислил отношение их заряда к массе. Д.Д.Томсон теоретически доказал, что их масса состоит из двух частей: одна часть обыкновенная, гравитационная или материальная масса, а другая — новая масса, пропорциональная электрической энергии в электроне и зависящая от скорости движения. Он изобрел и применил экспериментальный метод для определения пропорции. Самой значительной особенностью этого взаимоотношения между электромагнитной массой и скоростью движения было то, что, когда скорость приближалась к скорости света, масса приближалась к бесконечно большой величине. Но таких крайностей в скорости движения электронов в вакуумной лампе в то время обнаружено не было.
Французский физик Бекерель вскоре после открытия Рентгена обнаружил, что некоторые вещества, ассоциировавшиеся с элементом уранием, излучали электроны, отрицательные и положительные, не будучи в вакуумной лампе и не подвергаясь действию большой электрической силы. Г-жа Кюри изолировала самые активные из этих веществ и назвала их радием. Явление электронного излучения, открытое Бекерелем, было названо радиоактивностью. При этом было обнаружено, что радий способен излучать: отрицательные электроны, так называемые бета-лучи, часть из коих движется с огромной скоростью; положительные электроны, так называемые альфа-лучи, двигающиеся с малой скоростью, и наконец лучи, имеющие те же физические свойства, что и Рентгеновские. Бета-лучи, часть которых движется со скоростью, почти равной скорости света, позволили физикам определить экспериментальным путем, по методу Д.Д.Томсона, отношение между массой электрона и его скоростью. И, самое важное, было найдено, что, по всей вероятности, отрицательный электрон не содержит никакой другой массы, кроме массы присущей его электромагнитной энергии. Другими словами, отрицательный электрон является ничем иным как концентрированным электричеством. Эксперименты с положительным электричеством привели к подобным же заключениям. Другим замечательным результатом было открытие существенной разницы между массами и, следовательно, между формами электрической энергии, существующими в отрицательном и положительном электронах. Было обнаружено, что масса положительного электрона почти равна массе атома водорода, а масса отрицательного электрона составляла лишь примерно одну двухтысячную часть массы положительного электрона, и это означает, что если электроны имеют сферическую форму, то диаметр положительного электрона составляет лишь одну двухтысячную часть диаметра отрицательного электрона, поскольку энергия, а следовательно и масса обратно пропорциональны диаметру. Другими словами, в положительном электроне концентрация электричества на много больше, чем в отрицательном и поэтому на создание этой концентрации было затрачено значительно больше работы. Экспериментальные данные и вычисления показали, что диаметр отрицательного электрона составляет одну десятитысячную часть диаметра самого маленького по величине атома, то-есть атома водорода, а отсюда диаметр положительного электрона должен быть одной двадцатимиллионной частью диаметра атома водорода. Какое потрясающее открытие!