Под знаком кванта - Леонид Иванович Пономарёв
16 декабря 1897 г. появляется первая запись Марии Кюри в лабораторном журнале. В марте 1898 г. Пьер Кюри
оставил свои работы и присоединился к ней. Уже к 12 мая 1898 г. они были уверены, что открыли новый элемент, который впоследствии получит имя «радий», что означает «луч». В июле они обнаружили в отходах руды еще один радиоактивный элемент, названный ими полонием — в память о родине Марии. Наконец, 26 декабря 1898 г. они доложили о своих результатах Французской академии наук. В то время Мария и Пьер уже могли продемонстрировать слушателям препарат радия, который был в 900 раз активнее, чем равное ему по массе количество урана.
Отныне все мысли Марии Кюри сосредоточились на одном желании: выделить радий в чистом виде. Но как это сделать? Без лаборатории, без помощников, без руды, которая к тому же стоит дорого? Однако ясно осознанное желание, как правило, осуществимо, если оно опирается на сильную волю и готовность к лишениям.
При содействии геофизика Эдуарда Зюсса, тогдашнего президента Австрийской академии наук, австрийское правительство согласилось подарить супругам Кюри тонну урановой смоляной обманки. Удалось найти подходящий сарай, куда свалили эту руду, а также другие десять тонн, которые оплатил миллионер барон Эгмон Ротшильд. Для Марии Кюри начались годы напряженной, однообразной и утомительной работы: изо дня в день, в течение многих лет растворять, выпаривать и снова растворять. Ей пришлось почти вручную переработать 11 т руды и провести только одних кристаллизаций несколько тысяч. Впоследствии Мария Кюри вспоминала: «...открытие радия было сделано в жалких условиях: сарай, в котором произошло это событие, уже овеян легендой. Но эта романтическая подробность не была преимуществом: она поглотила наши силы и замедлила осуществление открытия...»
Это была черная и тяжелая работа, в жару и холод, в старом сарае, без всяких мер предосторожности: счетчик радиоактивного излучения и сейчас продолжает угрожающе щелкать, когда к нему подносят страничку из лабораторного журнала Марии и Пьера Кюри тех лет. «Мы сознавали, что наше здоровье не на высоте, что мы подвергаем его тяжелым испытаниям. Как это случается со всеми, кто знает цену совместной жизни, нас иногда охватывал страх перед непоправимым. Тогда какое-то чувство, быть может просто храбрость, приводило Пьера неизменно к одному и тому же выводу: пусть мы будем казаться бездушными существами, нам все равно надо работать»,— писала Мария Кюри много лет спустя.
216
Оба они безвременно ушли из жизни: Пьер в 1906 г. был сбит на улице Парижа ломовым извозчиком, Мария умерла в 1934 г. от последствий радиоактивного облучения.
К 1902 г. Мария Кюри выделила из тонны руды несколько десятых долей грамма концентрированного препарата радия, еще три года спустя она имела 0,4 г чистого хлорида радия и лишь в 1910 г., через 12 лет после начала работы, исполнилась ее мечта: она увидела, наконец, серебристо-белую капельку чистого металла радия массой 0,0085 г. Но эта капелька излучала в 3 млн. раз активнее, чем такая же капелька урана.
Научный подвиг Пьера и Марии Кюри был признан во всем мире еще при их жизни: в 1903 г. они совместно с Анри Беккерелем удостоены Нобелевской премии по физике. В 1911 г., уже после смерти Пьера Кюри, Шведская академия наук присуждает Марии Кюри вторую Нобелевскую премию (по химии) — этой чести за всю историю Нобелевских премий удостоены только три исследователя.
ЭРНЕСТ РЕЗЕРФОРД И ФРЕДЕРИК СОДДИ
Приведенный ниже рисунок появился впервые в 1903 г. в докторской диссертации Марии Кюри. Теперь он вошел во все учебники мира и каждый школьник бойко объяснит, что радиоактивные вещества испускают три типа лучей, которые (с легкой руки Резерфорда) получили название а-, 0- и у-лучей.
Испускание 0-лучей еще в 1898 г. обнаружил Беккерель, позже было показано, что их свойства совпадают со свойствами катодных лучей, то есть они представляют собой поток быстрых электронов (электрон — очень кстати — был открыт в предыдущем году). Два ученый Поль Вийяр (1860—1934) компонентов «урановых лучей» являются у-лучи, свойства которых оказались подобными Х-лучам Рентгена. В январе 1899 г. Резерфорд обнаружил третий компонент — а-лучи неизвестной дотоле природы. В наше время даже школьники знают, что а-лучи — это «просто» ядра гелия, но, чтобы доказать
года спустя французский установил, что одним из
этот факт, в то время даже таким людям, как Резерфорд, Содди и Рамзай, потребовалось не менее пяти лет работы.
В нем состояла сложность задачи? Прежде всего, такого понятия, как «ядро атома», тогда еще не изобрели: оно появится только через 11 лет. И хотя электрон уже два года как был известен, само существование атомов не было в то время строго доказано: опыты Перрена будут поставлены лишь 9 лет спустя. Отголосок трудностей тех дней мы чувствуем даже сейчас, при попытке последовательно изложить историю открытий радиоактивности. В самом деле, как мы хорошо теперь знаем, все эти явления относятся к области ядерной физики, а нам приходится анализировать их, тщательно избегая употребления слова «ядро».
В год открытия радия Эрнест Резерфорд был докторантом знаменитого Дж. Дж. Томсона в лаборатории Кавендиша. Узнав об открытиях Беккереля и Кюри, он оставляет свои исследования ионизации газов и уже осенью 1898 г. завершает большую работу по изучению радиоактивности урана. Вскоре он переехал в Канаду, возглавил в Монреале кафедру физики университета Мак-Гилла и с присущими ему энергией и размахом занялся всесторонним изучением нового явления. В отличие от Марии Кюри, которая сосредоточилась на химическом выделении радия в чистом виде, Резерфорда больше всего интересовала физическая природа радиоактивности.
В чем суть явления радиоактивности? Каков ее внутренний механизм? И в чем ее истинная причина? Вот что хотел понять Резерфорд прежде всего.
Для начала он решил изучить свойства а-частиц.
Через три года напряженной работы («Шесть дней в неделю сижу в лаборатории допоздна»,— писал он невесте в Новую Зеландию) Резерфорд был уже почти уверен, что а-частицы — это не что иное, как дважды ионизованные атомы гелия. Он опирался при этом на простой и общеизвестный факт: во всех
