Мені пощастило — у комуні Ле-Уш французький фізик Сесіль Моретт-ДеВітт заснувала школу теоретичної фізики26. Упродовж двох років я стажувався там влітку. Серед тамтешніх викладачів — переважно американців — траплялися автори фундаментальних відкриттів. З ними я зміг заповнити чимало лакун у знаннях. До того ж вони страшенно раділи знахідкам дослідників, які працювали над реакціями, спричиненими високоенергетичними космічними променями. Було відкрито чимало нових таємничих частинок. Це спілкування, поза сумнівом, визначило мою галузь: фізику високих енергій.
Моя дисертація стосувалася видавання променів низьких енергій, пов’язаних із дезінтеграцією ядра. Відповідно довелося вивчити будову пропорційних лічильників. І я впевнений, що саме обізнаність із цими лічильниками в подальшому сприяла моєму успіху, коли 1968 р. я запропонував використовувати пропорційні камери у фізиці частинок.
Предметом роботи я обрав двофазовий лічильник, який довелося сконструювати разом з Франсісом Сюзором, старшим за мене на три роки. Проте ще раніше, працюючи з пропорційним лічильником, що містив лише один дуже чутливий електрод, ми зробили значне відкриття, за що навіть опинилися на першій сторінці газети Le Figaro!
Тоді ми гадали, буцім нам поталанило довести, що в радіоактивному β-промінні видимий електрон був наслідком попереднього розпаду іншої частинки. Її існування вважалося дуже коротким, а взаємодія між атомами всередині неї дуже відрізнялася від взаємодії всередині електрона. Жоліо-Кюрі не знайшов заперечень проти нашого тлумачення дослідів і представив їх в Академії наук. Зізнаюся — маючи менше 30 років, я з величезною насолодою відчув, що зробив значний прорив.
На жаль, підґрунтя у цього відчуття було надто хитким. Ми порівнювали розсіювання електронів (β-промені), випромінених чистим радіоактивним джерелом, поставленим на тоненьку платівку, з розсіюванням електронів, вирваних з атомного пучка, випроміненого джерелом, яке розпадалося таким чином, що заряд ядра не впливав на процес. Ми переконливо довели, що β-промені, що випромінюються з ядра, є не електронами, а рештками дуже швидкого передання іншого проміжного випромінювання ядра. Джерелами слугували розчини у воді радіоактивних тіл, що не містили речовини у твердій фазі.
Такого висновку ми дійшли, спостерігаючи за зворотною дифузією β-променів у тонких алюмінієвих платівках з поставленими на них джерелами. Спостерігалася чітка різниця між потужністю розсіяного випромінювання за наявності β-випромінювачів і потужністю за наявності випромінювачів чистих електронів, емітованих внаслідок різних процесів із джерел або з атомного пучка.
Джерела β-променів не містили помітної кількості речовини, джерела ж електронів, які, здавалося б, також не повинні її мати, таки її містили. Звичайно, небагато, проте достатньо, аби, коли ми висушили краплину, речовина утворила кристали по її краях. А це значно перевищувало середній рівень кількості речовини, за якого відбувається випромінення електронів. Знадобилося шість місяців, аби знайти похибку.
За цей випадок нам ніхто не дорікав, проте голова відділу однієї великої лабораторії заявив, що після цієї публікації ні за що не візьме мене на роботу! Я видрукував статтю про спосіб підготовки джерел без утворення кристалічних гало. Пишу про це, бо наша пригода свідчить: науковець має право на помилку. Один знаний біолог якось сказав мені, що поряд із п’ятнадцятьма публікаціями в серйозному журналі Nature він має три таких, яких волів би взагалі ніколи не писати.
У ті часи я захоплювався фізикою високих енергій, що постала з дослідження рідкісних ядерних реакцій, що відбувалися на великих висотах і спостерігалися за допомоги повітряних куль, устаткованих фотоплатівками достатньої товщини.
Мені спала на думку ідея детектора, яка, цілком може бути, стала моїм найуспішнішим винаходом. Задум ґрунтувався на переданні світла, отриманого завдяки створенню лавини електронів, вивільнених у газі короткими електричними імпульсами, зумовленими пробігом швидкої частинки; імпульси напругою сотні тисяч вольт тривали лише кілька мільярдних часток секунди. Я намагався застосувати до задуму різні методи, і для цього вирушив до Гамбурга, де зустрівся з професором Ретером — всесвітньо визнаним авторитетом у царині електричних розрядів у газах27. Деякі з його методів візуалізації лавин електронів роз’яснювали шлях до досягнення моєї мети.
Не маючи достатніх знань, я проводив примітивні досліди, однак мені поталанило побачити, як електричні розряди спалахують на траєкторіях частинок[2]. Вивчення даних підказало, як довести задум до пуття. Я замовив модулятор радара, який використовували для пристосування коротких імпульсів до високого тиску в лампах, що використовуються в радарах.
2
«Попереднівипробування та характеристики нового детектора, який дозволяєфотографувати траєкторію іонізуючих частинок у газах», Journal de physique, липень 1957 р. Див. також статтю «Радій» (там само, число 18, с. 539, 1957 р.) ірозділ “The development of spark chamber techniques” у колективній монографіїЖ. Шарпака, Л. Массонне та Ж. Фав’є“Progress in Nuclear Techniques and Instrumentation”, т. 1, North Holland, червень 1964 р.