Предчувствия и свершения. Книга 3. Единство - Ирина Львовна Радунская

Черенкова так же стар, как и эффект Доплера и другие явления, волнующие воображение многих поколений студентов.

Но вот звонок, и в аудиторию входит спортивного вида человек. Лекция его увлекает так, как может захватить лишь рассказ активного участника интересных событий…

В 1932 году, в то время, когда начинающий физик Павел Черенков изучал свечение растворов ураниловых солей под влиянием гамма-лучей радия, большинство особенностей явления люминесценции оставалось непонятным. Всякое оригинальное наблюдение имело здесь цену. Но особенно важным было выявление новых, неизвестных ранее закономерностей.

Приходя утром в лабораторию и подготавливая глаза, Черенков обдумывал очередной опыт.

Как изменится свечение знакомого раствора, если увеличить его концентрацию? Что будет, если разбавить раствор водой? Конечно, яркость свечения должна измениться. Но важен точный закон. Необходимо установить зависимость яркости свечения от концентрации светящегося вещества, подвергающегося воздействию радия.

Эксперимент начинается.

По мере ослабления свечения приходилось принимать дополнительные меры, для того чтобы опыт оставался безупречным. Ведь под действием радиоактивного излучения могли светиться и стенки сосуда, в котором налит раствор. Но просто вылить раствор и изучать свечение стенок пустого сосуда нельзя. Условия при переходе света из стекла в воздух резко отличаются от условий его перехода из стекла в раствор.

Решение принято. Нужно заменить раствор чистой водой. По всем оптическим свойствам, кроме, конечно, способности к люминесценции, вода очень мало отличается от слабого раствора.

Опыт поставлен. В сосуде дистиллированная вода. Но, оказывается, свечение наблюдается и в этом случае!

Что это, недостаток методики или результат переутомления глаз? А может быть, дистиллированная вода, которой он пользовался, недостаточно чиста? Прежде всего, спокойствие и контрольные опыты.

Все начинается сначала. Он берет тщательно очищенную воду и заменяет стеклянный сосуд на сосуд из плавленого кварца. Вода дважды дистиллирована и практически не содержит примесей. Он терпеливо сидит в темноте, восстанавливая остроту зрения. Опыт начинается и приводит к тому же. В растворе нет ни следа ураниловой соли, но свечение сохраняется. Ему не удается отделить мешающий свет от люминесценции раствора. Что же дальше?

Проходят дни за днями. Слухи о странных опытах Черенкова облетели весь институт. Товарищи встречают его то сочувственным, то насмешливым вопросом:

— Все еще светится?

Молодые и старые физики захаживали в лабораторию к Черенкову, чтобы собственными глазами увидеть странное свечение, которого никто еще не замечал. Приходили поразмыслить, дать совет.

Черенков не находил себе места. Ведь, столкнувшись с неожиданным, ученые обычно меньше всего думают, что эти странности принесут им Нобелевскую премию. Прежде всего экспериментатор ищет возможную ошибку. И он будет повторять опыт до тех пор, пока не устранит погрешность или не убедится, что его наблюдения не результат ошибки, а скрытая дотоле закономерность.

Проходили недели, месяцы, а Черенков все бился над загадкой непонятного, упорного свечения. Что же делать, как быть дальше?

Здесь возможно множество путей. Выбор их зависит от индивидуальности ученого, от его кругозора, от интуиции, наконец, от темперамента. Многие советуют Черенкову бросить чепуху, отдохнуть, заняться другим.

Но Черенков хочет прежде всего ясности. Он должен узнать, почему не удался опыт, чем вызывается свечение, от которого невозможно избавиться. Почему светится дистиллированная вода? Ведь до сих пор считалось, что она не способна к люминесценции. Светится ли сама вода или это остатки примесей? Однако… Он не может ничего сказать, пока не убедится в том, что вода действительно чиста. Может быть, все дело в стекле? Может быть, стекло хотя и слабо, растворяется в воде и дает это свечение?

Черенков тщательно сушит свои прибор и наливает в него другую жидкость. Все то же. Он пробует одну до предела очищенную жидкость за другой. Свечение не исчезает.

Долой стекло! Он берет чистейший платиновый тигель. Под его дно он кладет ампулу с большим, чем раньше, количеством радия. Гамма-лучи от ста четырех миллиграммов радия проходят через дно тигля в жидкость. Сверху на жидкость направлен объектив прибора. Жидкость предельно чиста, но свечение почти не ослабело. Теперь он уверен: яркое свечение концентрированных растворов — это не люминесценция. Слабое свечение чистых жидкостей имеет другую природу. Но он продолжает исследования.

И вот молодой ученый докладывает о своей работе. Шестнадцать чистейших жидкостей — дистиллированная вода, различные спирты, толуол и другие — обнаружили слабое свечение под действием гамма-лучей радия. В отличие от ранее известного, это свечение не распространяется во все стороны подобно свету от лампы, а видно лишь в узком конусе. Ось этого конуса совпадает с направлением гамма-лучей.

Установлено, что во всех этих жидкостях яркость свечения почти одинакова. Сильнее всего она в четыреххлористом углероде, слабее — в изобутиловом спирте. Но разница невелика — всего 25 процентов. Он добавлял во все жидкости азотнокислое серебро, йодистый калий и другие сильнейшие тушители люминесценции. Никакого эффекта — свечение не прекращалось. Он нагревал жидкости, это сильно влияет на люминесценцию, но яркость свечения не изменялась. Теперь он может поручиться, что это не люминесценция.

В 1934 году, после двух лет тщательного исследования, в «Докладах Академии наук СССР» появляется статья Черенкова об открытии нового типа свечения.

Сейчас черенковское излучение может увидеть каждый посетитель выставки достижений народного хозяйства в Москве. Здесь под пятиметровой толщей воды мягко сияет экспериментальный атомный реактор. Свечение, окружающее его, — это черенковское излучение, вызываемое в воде мощным радиоактивным излучением реактора.

Угол зрения

Волга рождается на Валдайской возвышенности в виде маленького родника. Не скоро она разливается могучей рекой, поражающей своей мощью.

Новое открытие вошло в науку не без труда. Многие ученые, в том числе и крупные, сомневались, считали, что опыты поставлены не чисто.

В то время уже было установлено, что люминесценция во всех случаях вызывается не самими гамма-лучами, а электронами, освобождающимися под их влиянием внутри жидкости. Электроны ударом возбуждают атомы растворенного вещества. В ответ атомы излучают свет. Таков механизм люминесценции, утверждали специалисты, и нечего тут мудрить.

— То, что наблюдает Павел Алексеевич, не люминесценция, — возражал руководитель Черенкова, крупнейший специалист в области люминесценции С. И. Вавилов.

Черенков не тратил времени на споры. Он работал, Он продолжал ставить опыты. А опыты красноречивее слов.

Поместив свой прибор в магнитное поле, Черенков доказал, что и «его» свечение тоже вызывается электронами, выбиваемыми гамма-лучами радия из атомов жидкости.

— Вот видите! Это же типичная люминесценция, — говорили его противники. — Что же вы упираетесь?

— Нет, не люминесценция, — возражал Черенков. — Свет, возбуждаемый люминесценцией, распространяется во все стороны с одинаковой яркостью. Новое излучение распространяется лишь в узком конусе, вершина которого указывает на место, где расположена ампула с радием.

И следующим опытом он опять