Рэй Джаявардхана - Охотники за нейтрино. Захватывающая погоня за призрачной элементарной частицей

• Название: Охотники за нейтрино. Захватывающая погоня за призрачной элементарной частицей
• Автор: Рэй Джаявардхана
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2015
• ISBN: 978-5-9614-3078-3

Эта книга – захватывающий триллер, где действующие лица – охотники-ученые и ускользающие нейтрино. Крошечные частички, которые мы называем нейтрино, дают ответ на глобальные вопросы: почему так сложно обнаружить антиматерию, как взрываются звезды, превращаясь в сверхновые, что происходило во Вселенной в первые секунды ее жизни и даже что происходит в недрах нашей планеты? Книга известного астрофизика Рэя Джаявардхана посвящена не только истории исследований нейтрино. Она увлекательно рассказывает о людях, которые раздвигают горизонты человеческих знаний. Читатель познакомится с проницательным теоретиком Вольфгангом Паули, беспокойным гением Этторе Майораном, предвестником атомного века Энрико Ферми, самоотверженными Мари и Пьером Кюри, романтичным Бруно Понтекорво, который рискнул перебраться в СССР во времена холодной войны; узнает, почему в следующем десятилетии нейтрино изменит наши представления о физике, космологии и жизни на Земле.

---

Понтекорво отлично понимал, что в мире нарастала международная напряженность, вызванная начинающейся холодной войной. В 1949 г. СССР осуществил успешное испытание атомной бомбы. Многие западные специалисты не представляли, что советское государство обладает такими технологиями; более того, это был открытый вызов ядерному доминированию США. В ответ президент Гарри Трумэн санкционировал разработку еще более мощных водородных бомб. В водородной бомбе используется принцип ядерного синтеза, в ходе которого изотопы водорода превращаются в атомы гелия. Правда, в качестве инициирующего заряда в водородной бомбе задействована реакция деления ядра. Неудивительно, что в Вашингтоне всерьез опасались нарастающего советского влияния, а также советских шпионов. В таких условиях сенатор Джозеф Маккарти возглавил печально известную «охоту на ведьм» – репрессии обрушились на всех, кого только было можно заподозрить в нелояльности.

В харвеллской лаборатории вместе с Понтекорво работал Клаус Фукс, один из бывших участников Манхэттенского проекта. Фукс признался в шпионаже в пользу СССР и был приговорен к длительному тюремному заключению. ФБР проверяло и других сотрудников лаборатории Лос-Аламос, в частности, физика Ричарда Фейнмана, который был известен не только блестящим интеллектом, но и склонностью к экстравагантным выходкам. Например, Фейнман просто ради спортивного интереса взламывал сейфы коллег. Фейнман был признан невиновным, однако агентам ФБР удалось раскрыть химика Гарри Голда, работавшего курьером Фукса. Голд, в свою очередь, вывел следователей на Этель и Юлиуса Розенбергов. Розенберги были арестованы по подозрению в шпионаже вместе с Дэвидом Гринглассом – младшим братом Этель, который ранее работал в Лос-Аламосе писарем-машинистом. Признательные показания шпионов и последовавшие аресты нагнетали всепроникающую атмосферу недоверия и паранойю.

Треволнения Бруно усугублялись и по причине нешуточных баталий между правительством США и бывшими итальянскими коллегами Понтекорво из-за патента, связанного с использованием медленных нейтронов (полученного учениками Ферми по результатам исследований, проводившихся еще в Риме). Итальянские ученые претендовали на долю прибыли от получения плутония, поскольку выработка этого металла осуществлялась при помощи замедления нейтронов графитом. В 1950 г. один из физиков-итальянцев подал иск, требуя денежной компенсации от американского правительства. Перспектива оказаться в центре публичного судебного процесса, а также подвергнуться неизбежным в таком случае проверкам благонадежности, вероятно, стала для Понтекорво последней каплей.

Когда новости о разгорающемся судебном процессе достигли Европы, Понтекорво как раз проводил летний отпуск в Италии вместе с женой и детьми. Когда отпуск закончился, он решил не возвращаться в Великобританию, где занимал должность профессора в Ливерпульском университете. Первого сентября семья отправилась из Рима в Стокгольм. Любопытно, что, хотя в Стокгольме и жили родители жены Понтекорво, беглецы не сообщили им о приезде, а уже на следующий день отправились самолетом в Хельсинки. На этом этапе записи об их пути обрываются. Не сохранилось никаких сведений о том, что Понтекорво делали в Хельсинки и пересекали ли они финскую границу.

Первой о внезапном и таинственном исчезновении физика и его семьи сообщила итальянская газета – вероятно, журналисты получили эту конфиденциальную информацию от британских сыщиков, уже рыскавших в Риме. С самого начала службы безопасности подозревали, что Понтекорво вместе с семьей бежал в Советский Союз. Действительно, среди родственников и друзей Понтекорво было немало людей с левыми взглядами, а некоторые из них откровенно симпатизировали коммунистам. Газеты смогли сделать максимальный акцент на царившей в те времена подозрительности, и практически за одну ночь скромный ученый, до этого практически не известный широкой публике, превратился в героя шпионского скандала. На передовице лондонской газеты Daily Express красовался заголовок «Атомщик улетел», а The Manchester Guardian возвещала «Пропал атомщик-эксперт». Даже Би-би-си предположила, что Понтекорво ускользнул за «железный занавес», сообщая: «Британская разведка МI5 пустилась в погоню за пропавшим ученым-атомщиком Бруно Понтекорво, о котором нет никаких вестей уже на протяжении полутора месяцев». СМИ по всему миру предполагали самые невероятные мотивы для такого бегства. Газета The Sydney Morning Herald даже цитировала одного из физиков, который лично знал Понтекорво и утверждал: «Он является одним из самых видных специалистов по ядерной физике и, несомненно, одним из лучших атомщиков в Великобритании. Несомненно, ученый такого уровня был бы просто находкой для русских». Как предполагали многие СМИ, Понтекорво с семьей покинули Финляндию на поезде либо отплыли на корабле с одной из советских военных баз, расположенных близ Хельсинки. Стоит ли говорить, что сумятица, связанная с исчезновением Понтекорво, лишь подлила масла в огонь холодной войны.

Многие опасались, что Понтекорво вообще с самого начала был советским шпионом. Другие предполагали, что ученый бежал, так как спецслужбы висели у него на хвосте, либо что он просто не выдержал антикоммунистической истерии, бушевавшей на Западе. Наконец, третьи думали, что советские агенты каким-то образом принудили Понтекорво переметнуться на сторону СССР. Как бы то ни было, исчезновение Понтекорво оказалось экстраординарным событием, причем как американские, так и британские разведывательные органы в своих официальных заявлениях старались преуменьшить значение этого бегства. Вероятно, спецслужбы были раздосадованы неприкрытой изменой знаменитого физика, особенно в свете недавних шпионских признаний Фукса. Власти не хотели подогревать всеобщую истерию. Историк науки Симон Турчетти пишет в своей книге «Дело Понтекорво» (The Pontecorvo Affair), что британский министр снабжения Джордж Стросс даже присягнул перед парламентом в том, что Понтекорво не участвовал в засекреченных военных разработках. Более того, Министерство иностранных дел пыталось урезонить британских дипломатов во всем мире, разослав им специальную конфиденциальную телеграмму, где, в частности, говорилось: «Доктор Понтекорво занимался в Харвелле работой несекретного характера, и, хотя он и может быть полезен русским в области каких-либо фундаментальных исследований, это не означает, что он обладает какими-либо ценными сведениями касательно атомного оружия».

Понтекорво подтвердил всеобщие подозрения, объявившись в Москве пять лет спустя. Он по-своему объяснил бегство: по его словам, он стремился укрепить научный потенциал СССР в условиях доминирования Запада и тем самым помочь предотвратить третью мировую войну. Понтекорво всячески подчеркивал, что его интересует применение атомной энергии исключительно в мирных целях. В СССР его приняли очень тепло и предложили работу в научно-исследовательском институте неподалеку от Москвы[18], где велись исследования в области ядерной физики. Понтекорво получил Сталинскую премию и другие почести.

Фредерик Рейнес

(AIP Emilio Segrè Visual Archives)

Спустя много лет Понтекорво признался, что советское посольство помогло ему вместе с семьей тайно выехать из Хельсинки. Он пересек границу СССР в багажнике дипломатической машины[19], в салоне которой ехала его семья. Доподлинно не известно, принимал ли Понтекорво какое-то участие в создании советского ядерного оружия – как шпион (до побега в СССР) или как опытный ученый (после побега). Даже сегодня, спустя 60 лет, материалы ФБР и MI5 по этому делу остаются засекреченными. Симон Турчетти полагает, что Понтекорво не был шпионом, однако считает, что знания Бруно в области геофизической разведки могли помочь русским найти месторождения урана, требовавшиеся для производства атомных бомб. Какой бы работой Понтекорво ни занимался, живя по советскую сторону «железного занавеса», он всегда очень интересовался нейтрино и первым предположил, что эта частица-хамелеон может менять свойства, о чем мы вскоре поговорим.

Тем временем в США многие физики, в годы войны участвовавшие в Манхэттенском проекте, вернулись в университеты. Среди тех, кто в начале 1950-х еще оставался в Лос-Аламосе, был и 33-летний физик-теоретик по имени Фред Рейнес. Юность Рейнеса протекала в штатах Нью-Джерси и Нью-Йорк, далеко от больших городов. В детстве Фред неплохо пел и состоял в скаутском движении. Позже он вспоминал, что впервые заинтересовался естествознанием, когда однажды под вечер, заскучав на уроке в религиозной школе, стал смотреть на закат через щель между пальцами, залюбовавшись дифракцией света. Кроме того, Рейнес с увлечением мастерил детекторные приемники – простейшие модели радиоприемников, популярные на заре радиотехники, собирая эти приборы с нуля. Однажды Фред написал в ежегодном школьном альманахе, что мечтает стать «выдающимся физиком». В годы учебы на инженерном факультете Стивенсовского технологического института Рейнес пел в хоре и даже солировал в больших вокальных пьесах, например, в «Мессии» Генделя. Сам ученый впоследствии вспоминал, что «между колледжем и университетом я даже какое-то время подумывал о профессиональной вокальной карьере». Еще до того, как Рейнес защитил докторскую диссертацию в Нью-Йоркском университете (в 1944 г.), молодой физик был приглашен на работу в Лос-Аламос. Там Рейнес уже после войны участвовал в испытаниях атомных бомб – в частности, в подготовке широко известных взрывов, осуществленных на атоллах Эниветок и Бикини. Рейнес, будучи физиком-теоретиком, занимался уточнением теоретической базы, описывающей эффекты ядерных взрывов. Среди прочего его интересовало, как ударная волна распространяется в воздухе. В свободное время Рейнес по-прежнему увлекался музыкой (пел в городском хоре), посещал местный драмкружок, а позже даже подвизался хористом в составе Кливлендского симфонического оркестра.