Юрий Чирков - Охота за кварками
Э. Резерфорд действовал в науке стремительно и плодотворно. В 1908 году он был удостоен Нобелевской премии, но не по физике, а по химии. Ученый негодовал, возмущался: он был физиком, что называется, с головы до ног и старался совсем не совать свой нос в химию.
И вдруг такое!.. И если его что-то и утешало, так это быстрые успехи в атомной стрельбе.
С 1906 года лорд Нельсон (позднее, в 1931 году, за научные заслуги Э. Резерфорд получил этот громкий титул), действующий совсем в духе прославленного английского флотоводца, организовал систематический обстрел атомов. Снарядами были а-частицы, мишенью - металлические экраны из фольги.
Результаты этих исследований вскоре потрясли научный мир, хотя все это было похоже на стрельбу из пушек по воробьям!
Действительно, подавляющее большинство атомных снарядов с легкостью пролетало сквозь толстенный слой золотой фольги (толщиной в несколько тысяч атомов), как если бы она была прозрачной, и регистрировалось на фотопластинке, помещенной за экраном. Следовательно, атом в целом представляет собой весьма рыхлое образование с множеством пустых областей. (Так ученик опроверг модель своего учителя Дж. Томсона.)
Однако, к удивлению Э. Резерфорда, отдельные а-частпцы искривляли свою траекторию заметным образом.
Некоторые даже поворачивали назад! "Как если бы я увидел 16-дюймовый снаряд, отскочивший от листа газетной бумаги" - так комментировал свои опыты экспансивный Э. Резерфорд. Он же дал и верную интерпретацию этому явлению. Вывод мог быть только один: частицы-пробники сталкивались с чем-то очень массивным, непроницаемым и заряженным положительно.
Так Э. Резерфорд в 1911 году открыл у атома ядро.
Атомно-артиллерийские залпы раздробили-таки атом, подтвердив верность планетарной модели Ж. Перрена.
Атом теперь можно было разбирать на части: ядра и электронные оболочки. И еще в атоме было преизобилие пустоты, того вакуума, о котором первым заговорил Демокрит.
Электроны способны перемещаться относительно ядра.
Они "размазаны" по пространству. Потому-то атомы и выглядят твердыми материальными образованиями. Но все это видимость, мишура. Легко показать, что пустота отвоевала себе в атоме львиную долю объема.
Размер атома 10^-8 см, его объем 10^-24 см3. Те же величины для ядра (следствие опытов и расчетов Э. Резерфорда): 10^-12 см (размер ядра) и 10^-36 см3. Так что на долю ядра в атоме приходится только 10^-36/10^-24 = = 10^-12 часть (!), где и сконцентрировано 99,9 процента всей массы атома.
Так вакуум еще раз, и очень весомо, напомнил о себе.
"Зоологический" период
Две тысячи лет понадобилось науке, чтобы удостовериться в том, что все вещества состоят из молекул. Еще через 200 лет ученые низвели молекулы до атомов, разъяв и их на составляющие. А всего примерно 20 лет спустя они осознали, какое скопище частиц скрывается под атомной оболочкой.
В 1914 году Э. Резерфорд подверг обстрелу электронами водород. При этом нейтральные атомы становились положительно заряженными. Ученый отождествил их с положительным зарядом, находящимся согласно ядернопланетарной модели Ж. Перрена в центре атома водорода. Так был открыт протон. Имя ему дал Э. Резерфорд.
Дальше - больше: в 1930-1932 годах тот же лихой артатомообстрел выбил из недр ядра новую частицу - нейтрон (он подобен протону, но лишен заряда, "нейтрум" по-латыни значит "ни то, ни другое"). Тогда же (1932) советский физик Д. Иваненко выдвинул гипотезу - она вскоре была подтверждена и общепринята, - что все атомные ядра состоят из протонов и нейтронов.
Наконец-то смысл таблицы Менделеева стал абсолютно ясен. Количество протонов в ядре и равное ему количество электронов на орбитах определяет тип атома, его точное место в таблице Менделеева. Суммарное же количество протонов и нейтронов в ядре обусловливает атомную массу.
На радостях физики собрались за праздничным столом. Однако заздравные тосты - славили стройность картины мироздания! - то и дело прерывали все новые и новые сообщения об открытии нежданных, казалось бы, даже лишних, непрошеных элементарных частиц.
Этот "бум" открытий требовал все новых имен. В спешке частицы сылп называть просто буквами. Так возникли А-частицы, Z-частицы и многие другие.
Позитрон, нейтрон, мю-, пи-, ка-мезоны, дельта-барионы, омега-гипероны, антипротон, антинейтрон, кси-минус-гиперон, анти-снгма-мииус-гиперон, многочисленные резонансы, о которых ученые долго спорили, считать ли их за элементарные частицы или нет, семейство пси-частиц...
Получилось, что в шутливом лозунге из фильма М. Ромма "9 дней одного года" (А. Баталов и И. Смоктуновский играли в нем физика-экспериментатора и физика-теоретика) - "Откроем новую частицу в третьем квартале!" - был вполне реальный смысл. Ведь примерно за 30 лет, считая с послевоенного 1945-го, в среднем в мире открывали одну частицу в месяц!
Было отчего сойти с ума. Демографический взрыв народонаселения на планете сопровождался "демографическим взрывом" и в ядерной физике. Число элементарных частиц достигло к 1974 году двух сотен - примерно в два раза больше, чем элементов в таблице Менделеева!
Раздраженные, огорченные неудачей многочисленных попыток как-то систематизировать ораву элементарных частиц, навести тут хотя бы относительный порядок, физики назвали это смутное время "зоологическим" периодом. (Об этой черной полосе ядерной физики и вспоминал в начале этой главы Д. Блохинцев.)
В те времена какой-то весельчак подсчитал, что с 1911 года число элементарных частиц удваивалось каждые 11 лет (средний период солнечной активности!). Он же отметил, что точно так же (лишь немного медленнее, всего на 1 процент) растет и численность физьков. Но тогда получалось (задача на сложные проценты), что через 13 тысяч лет на Земле будет ровно столько физиков, сколько открыто будет к тому времени элементарных частиц. И каждый физик станет специализироваться на своей собственной частице, и каждый будет прославлен.
Но ученые смеялись сквозь слезы: "элементарными"
можно назвать три, пять, ну, десяток микрообъектов, не больше! Счет же на сотни означал одно: физика элементарных частиц переживает кризис. Теперь необходимо было уже не открывать новые частицы, а "закрывать"
старые.
Джойс
А теперь стоит немного рассказать о человеке, который, не будучи физиком и совершенно не помышляя об этой науке, тем не менее оказался с нею связанным и даже помог дать название этой книге. Речь пойдет об ирландском писателе Д. Джойсе (1882 - 1941).
Родился он в Дублине, столице Ирландии, где также появились на свет О. Уайльд, Б. Шоу, поэт Б. Иитс.
Окончив Дублинский университет, в 1904 году Д. Джойс навсегда покинул родину, жил в Италии, Швейцарии, Париже.
В творчестве Д. Джойса нас будет интересовать лишь его последний роман - "Поминки по Финнегану", с подзаголовком "Жизнь человека ночью", которому он отдал 17 лет труда (тяжелого еще и потому, что зрение писателя катастрофически ухудшалось). Публиковался роман по частям в журналах под названием "Работа движется", окончательно увидел свет в мае 1939 года.
Содержанием этого произведения стали сновидения центрального персонажа Ируикера, хозяина одного из дублинских трактиров. Он засыпает после тяжелого субботнего вечера в своем заведении, где продавал посетителям пиво и виски.
Сон трактирщика - повод для Д. Джойса средствами сна проиграть всю предысторию и историю человечества, которая, по его мненпю, кругообраана, циклична и потому не имеет ни начала, ни конца.
Роман отличается характерной для сна непоследовательностью, провалами в цепи развития событий, необыкновенными превращениями: так, четыре стены в спальне Ируикера говорят голосами четырех евангелистов, мертвые воскресают и т. д.
Здесь много комических эффектов, буффонады, ирландского фольклора. В частности, в романе использована баллада, где поется о Тиме Финнегане, каменщике, который упал со стропил и разбился насмерть. Друзья стали справлять по нем поминки. Но кто-то из них разбил бутылку виски, брызги попали в лицо Тиму, он ожил и пустился в пляс...
"Поминки по Финнегану" окончательно утвердили за Д. Джойсом (в западной критике) репутацию самого дерзкого писателя-экспериментатора. Особенно хвалят язык романа.
Д. Джойс полагал, что язык сновидения должен быть универсальным, поскольку во сне-де человек переступает национальные и языковые границы. Посему писатель собрал все европейские языки и попытался слить их воедино.
Как при строительстве Вавилонской башни, в романе царит смешение всех наречий, есть следы и русского языка - в реке Лиффи полощут белье pratschkats (прачки). Мелькают в тексте и модные слова: тоталитарный, наци, гестапо.
Один комментатор Д. Джойса заметил, что язык романа мог бы пригодиться в ЮНЕСКО в момент какой-нибудь невообразимой суматохи.
Неудивительно, что книга ни разу не была переведена полностью. Более того, даже по-английски роман нельзя читать без специальных "ключей" объемистых книг, в которых текст расшифровывается как криптограмма.
