Тонкий, как карандаш, пучок элементарных частиц, создаваемый на Лос-Аламосской «мезонной фабрике» в США, без труда проникнет в любой внутренний орган человека и даст возможность сравнить излучение здоровой ткани с излучением, испускаемым тканью заболевшей. Ранняя медицинская диагностика — необходимейшее условие для быстрого выздоровления человека — вот что может дать фундаментальное исследование свойств мезоатомов.
Удивительным было также открытие влияния электронной структуры водородсодержащих соединений на вероятность ядерной реакции поглощения отрицательно заряженных пи-мезонов протонами. Пи-мезоны приобрели вторую специальность. Их способность быстро разбираться, в каких условиях находятся атомы водорода в молекулах сложных веществ, открывает перед этими частицами много химических тайн.
Как влияют друг на друга растворитель и растворенное в нем вещество? Этот вопрос оставался без ответа десятки лет. Д. Менделеев предполагал, что растворение не механическое дробление на все более мелкие частицы вплоть до молекул, а химическое взаимодействие. Но доказательств ни у него, ни у последующих поколений химиков не было.
Не так давно физики поместили в пучок пи-мезонов, вылетающих из синхроциклотрона лаборатории ядерных проблем ОИЯИ, сначала мишень, наполненную дистиллированной водой, а потом — ту же мишень, содержащую водный раствор определенного вещества. И что же? Во втором случае вероятность захвата пи-мезонов изменилась, значит, изменилась электронная структура молекул воды. Так было получено свидетельство вступления воды в химическую реакцию с растворенным веществом.
Что такое кислота? Прямой ответ на вопрос затруднителен даже для специалистов. В монографии «Теоретическая неорганическая химия», изданной в 1969 году, черным по белому написано: «И все-таки после трех столетий работы с кислотами еще нет единого мнения по определению понятия „кислота“ и по теории их свойств».
В чем же трудность? Возможно, в том, что до сих пор нет четкого определения главного свойства кислот — их силы. Рассуждения о том, что сила кислоты, по-видимому, связана со структурой ее молекулы, не новость для химиков. Но в их руках не было подходящего инструмента для измерения плотности электронов в разных местах молекулы. И дело не двигалось до тех пор, пока на помощь не подоспели физики.
Несколько кислот одна за другой подверглись воздействию пи-мезонного зонда. По изменению процесса захвата пи-мезонов водородом, входящим в состав этих кислот, нашли распределение плотности электронов в молекулах. А когда по полученным результатам кислоты расположили в ряд, оказалось, что точно в таком же порядке они следуют по убыванию их силы. Мезонный «силомер» не подвел.
Мезонный метод исследования вещества — крупное достижение ученых социалистических стран. Мезохимия сейчас бурно развивается. Она уже вышла за стены лаборатории ядерных проблем. Дубна сегодня — признанный всеми центр мезохимических исследований. Сюда приезжают ученые многих стран для стажировки в новой области науки.
Глубинные исследования в физике элементарных частиц способствовали появлению нового мощного побега на древе науки. И на ветвях его скоро засверкают драгоценные плоды.
Наверное, недалеко то время, когда будут созданы комплексные комбинаты науки. К мощному сильноточному ускорителю протонов будут примыкать институты физики и биологии, институт получения вторичного ядерного топлива, промышленные научные институты, больницы и другие учреждения. И конечно же, атомная электростанция, горючее для которой поставляет сам ускоритель и которая снабжает весь этот комплекс почти бесплатной энергией.
Маленькая вселенная
Свет Вселенной, наверное, так же
не прост,
как пока еще жизнь на Земле
не проста.
Над нашей головой — бездонная глубина постоянно меняющегося неба. Оно то покрыто облаками и тучами, то играет всеми переливами голубого и синего цвета. Небо воспевают лирики и рисуют пейзажисты. И даже физики, которые рассматривают его всего лишь как атмосферу, видят в этом слове элемент романтики — романтики науки.
Вместе с атмосферой человек получил в свое распоряжение целую природную лабораторию. Узнал он об этом не так давно, в начале нашего столетия, хотя понятие об атмосфере возникло намного раньше. Сейчас физик знает, что в межзвездном безвоздушном пространстве, словно в вакуумной камере ускорителя, почти со скоростью света летят протоны, из которых на 95 процентов состоит первичное космическое излучение. Долетев до атмосферы Земли, протоны вторгаются в нее. Что при этом происходит?