Roger Orrit - У атомов тоже есть сердце. Резерфорд. Атомное ядро.

• Название: У атомов тоже есть сердце. Резерфорд. Атомное ядро.
• Автор: Roger Orrit
• Издательство: Де Агостини
• Жанр: Научпоп
• Год: 2015
• ISBN: 2409-0069

Эрнесту Резерфорду наука обязана доказательством существования атомного ядра, которое ученый определил как «муху» внутри «собора» атома. Несмотря на ничтожный размер, в ядре сконцентрирована большая часть массы атома, а значит, и энергии. Резерфорд считается лучшим экспериментатором своей эпохи: он оценил возраст Земли на основе радиоактивного распада, и за раскрытие этой тайны в 1908 году ему присудили Нобелевскую премию в области химии. Он первым добился искусственного превращения одного элемента в другой, воплотив в жизнь тысячелетнюю мечту химиков. После смерти Крокодил, как за сильный характер прозвали его коллеги и ученики, был похоронен в Вестминстерском аббатстве. Новозеландец покоится рядом с великими деятелями английской науки.

---

"Мы не можем контролировать атомную энергию так, чтобы она имела коммерческую стоимость, думаю, нам это никогда не удастся. О трансмутации было сказано много глупостей. Наш интерес к материи чисто научный, а наши эксперименты помогут лучше понимать строение материи".

Несмотря на это, получили распространение шутки, которые Резерфорд раньше отпускал по поводу энергии атомов. Так, часто вспоминают о том, как ученый использовал сравнение с рычагом Архимеда, которым можно было сдвинуть мир, только в его устах этот рычаг становился детонатором:

"Если бы было возможно найти подходящий детонатор, можно было бы представить, что волна от атомного распада, возникнув внутри материи, превратит наш старый мир в пыль".

Полушутя-полусерьезно он добавлял, что, возможно, "какой-нибудь дурак в лаборатории сможет неожиданно взорвать Вселенную". Содди, напротив, был более оптимистичен и полагал, что ядерная энергия обещает нам лучший мир и благодаря ей Земля сможет превратиться в "улыбающийся Эдем".

ОТ МАКГИЛЛА К НОБЕЛЮ

Когда Резерфорд еще работал в Макгилле, он начал понимать, что его открытия могут принести ему Нобелевскую премию. С другой стороны, он считал, что премия найдет его лишь через несколько лет и после наставника, Дж. Дж. Томсона. Единственное, чего он не предусмотрел, так это того, что премия будет не в области физики, а химии, к которой он не чувствовал особой симпатии.

Нобелевская премия по физике была учреждена в 1901 году и впервые была присуждена Рентгену за открытие икс-лучей. В 1903 году премию получили Пьер и Мария Кюри совместно с Беккерелем. Радиоактивность относилась к важнейшим открытиям эпохи, и логично было предположить, что Резерфорд будет вознагражден за огромную работу, которую он проделал.

Однако несмотря на замечательные результаты исследований и средства, которыми Резерфорд располагал в Макгилле, со времени своего приезда он не скрывал желания вернуться в Европу. Он чувствовал себя изолированным от центра научной жизни и был убежден, что его пребывание в Канаде будет настолько кратким, насколько это возможно. Он так и сказал об этом жене: "Не думаю, что ты будешь против, чтобы я остался в Канаде еще несколько лет, но, между нами, я не вижу возможности остаться здесь надолго и надеюсь однажды вернуться в Европу".

Если я хочу претендовать на Нобелевскую премию в ближайшие годы, мне нужно продолжать работу.

Эрнест Резерфорд в письме супруге, 1905 год

Шотландский химик Уильям Рамзай, Нобелевский лауреат по химии 1904 года, за работой в лаборатории.

Уильям Томсон, лорд Кельвин, помимо прочего известный своим исследованием по определению возраста Земли.

Встреча выдающихся ученых в 1932 году в Мюнстере, Германия. Слева направо сидят: Джеймс Чедвик, Ханс Гейгер, Эрнест Резерфорд. Стоят. Джордж деХевеси, Элизабет Гейгер, Лиза Мейтнер и Отто Ган.

То же он писал об интеллектуальном голоде и тоске по Соединенному Королевству своему учителю Дж. Дж. Томсону:

"После нескольких лет без Кавендиша я чувствую, что отдалился от науки, я очень скучаю по возможности встречаться с людьми, интересующимися физикой. Вне маленького кружка лаборатории очень редко я могу от кого-нибудь услышать, что происходит где- нибудь еще".

Однако место в Макгилле обеспечивало его материально, он мог содержать семью. Именно поэтому через год после приезда в Монреаль он отправился в Сан-Франциско и сел на пароход до Новой Зеландии, чтобы жениться. Резерфорд заключил брак в 1900 году и, воспользовавшись своим приездом, подал в Новозеландский университет документы для получения докторской степени. После свадебного путешествия, во время которого Резерфорд смог собрать образцы радиоактивных элементов для будущих исследований, молодые вернулись в Монреаль. В 1901 году родилась их единственная дочь Эйлин Резерфорд.

В 1903 году ученый опубликовал часть своей теории радиоактивности и в том же году отправился в Европу, где стал членом Королевского общества. Эта поездка имела большое значение для Резерфорда, так как он смог лично познакомиться со всеми учеными, являвшимися первооткрывателями в области радиоактивности, среди которых была и чета Кюри. В июне 1903 года Эрнест и его жена Мэри прибыли в Париж, о чем позднее Резерфорд вспоминал так:

"Летом я навестил профессора и мадам Кюри в Париже и узнал, что мадам получила докторскую степень в день моего приезда. Вечером мой старый друг, профессор Ланжевен, пригласил мою жену, меня, Кюри и Перрена ужинать. После оживленной вечеринки в 11 часов мы вышли в сад, там профессор Кюри показал трубку, покрытую сульфатом цинка, в ней находилось большое количество радия в растворе. В темноте от него исходило свечение, и это стало блистательным завершением незабываемого дня. В тот момент мы не могли не заметить, что руки профессора Кюри ужасно воспалены, что было связано с воздействием лучей радия. В тот раз я впервые видел Кюри. Его преждевременная кончина в дорожном происшествии в 1906 году — великая потеря для науки, и особенно для науки о радиоактивности, развивающейся так быстро".

РАДИОАКТИВНОСТЬ И РАК

Супруги Кюри были первыми, кто почувствовал радиацию на своей коже, непосредственно испытав все вредные последствия от ее воздействия. В ту эпоху ученые часто носили колбы с солями радия в кармане, отчего у них возникало покраснение кожи. Пьер Кюри заметил, что при длительном воздействии радия кожа краснела еще больше, воспалялась и слезала. Пьер страдал от болей, у Марии развилась катаракта и случился выкидыш, возможно связанный с воздействием радиации.

Резерфорд, напротив, никогда не говорил о проблемах со здоровьем, несмотря на то что бесчисленное количество раз подвергался облучению. В конце концов и общество почувствовало негативное воздействие радиоактивности. Любопытные явления, свойственные радию, например свечение в темноте, использовались в военных целях. Между 1918 и 1928 годом начали продавать лекарственный препарат "Радитор" со следами радия, он применялся как эликсир долголетия, но на самом деле действовал отравляюще. Были и другие средства, якобы защищавшие от выпадения волос, сулившие всевозможные чудеса, но все это оказалось обманом. Мария Кюри одна из первых осознала, что если радиация убивает здоровые клетки, таким же образом она может прекратить размножение больных, раковых клеток. Так был открыт путь к использованию радиотерапии.

Пьер и Мария Кюри в парижской лаборатории, где они сделали столько невероятных открытий.

На следующий год Резерфорд вновь отправился в Европу и, воспользовавшись случаем, провел две лекции. Одна из них — ежегодная Бейкерианская лекция в Королевском обществе — стала большой честью для него. Выступая, ученый изложил свои новые идеи о радиоактивном распаде. Вторая лекция касалась возраста Земли; как мы уже говорили, в аудитории присутствовал и лорд Кельвин.

Так как радиация и физика частиц начали оформляться в самостоятельную дисциплину, возникла необходимость в издании соответствующего учебника. Резерфорд взялся за дело, и в 1904 году вышел первый учебник " Радиоактивность". Труд был посвящен Дж. Дж. Томсону; прочитав книгу, он сказал: "Резерфорд не только расширил знания в этой области, но и присоединил новую провинцию".

Слава Резерфорда распространялась по всему миру, многие блестящие студенты отправлялись в Макгилл, чтобы поработать рядом с новозеландским гением. Одним из таких студентов был Отто Ган, будущий Нобелевский лауреат по химии 1944 года за эксперименты по расщеплению ядра. В 1906 году в журнале Nature (который вместе с Science разделяет славу крупнейших научных неспециальных изданий) была опубликована посвященная Резерфорду статья, о его студентах можно было прочитать следующее:

"Профессор Резерфорд собственным энтузиазмом и энергией вдохновляет своих студентов на исследования. Он следит за получаемыми ими результатами и радуется их открытиям как своим собственным. Он — воплощенное великодушие, он всем сердцем верит в тех, кто проводит исследования под его покровительством".

Все его сотрудники были свидетелями справедливости написанного в статье. Содди, Марсден, Гейгер, Джеймс Чедвик — все могли подтвердить, что Резерфорд полностью доверял ученикам, а его энтузиазм вдохновлял их.

Когда слава его стала расти, Резерфорду начали поступать предложения от американских университетов, на тот момент они не особенно были известны и предлагали незначительное жалование. Также ему пришло предложение из Лондона, но тоже довольно скромное, и Резерфорд отказался.