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

два обстоятельства. Первое — «здесь» указывает на условия, для которых проводится расчет: для заряда, движущегося быстрее скорости света в диэлектрике. Второе — Хевисайд строит свою теорию впрок. В то время электрон еще не был открыт и никто не знал ничего о возможности движения точечного заряда внутри диэлектрика. Так теория прокладывает путь эксперименту. Путь в будущее.

Результат Хевисайда таков: сферические волны, излучаемые движущимся зарядом, образуют коническую волну, в вершине которой — сам заряд.

Вновь возникает вопрос: почему предсказание Хевисайда прошло незамеченным и почему сам Хевисайд не возвратился к этой проблеме после открытия электрона, после открытия радиоактивности, после открытия космических частиц? Этот вопрос совсем недавно (в 1984 году) обсуждал Франк. Он считает удивительным, что Хевисайд пишет о движении заряда в диэлектрике, а не в пустоте, и) находит ответ у самого Хевисайда:

«…Следует отметить, что сказанное выше не является описанием того, что имело бы место, если бы заряд заставили двигаться через эфир со скоростью, в несколько раз превышающей скорость света, об этом я ничего не знаю; но это описание того, что случилось бы, если Максвеллова теория диэлектриков справедлива для рассматриваемого случая и если я не ошибаюсь в ее интерпретации».

Франк отмечает, что Хевисайд опасается считать теорию применимой к скоростям, превышающим скорость света в пустоте, что он, рассмотрев движение заряда со сверхсветовой скоростью в диэлектрике, оказался в этом вопросе более проницательным, чем Кельвин и Зоммерфельд.

Мысленный опыт Хевисайда не противоречил теории Максвелла для диэлектриков, хотя он и делает оговорку: «…если я не ошибаюсь в ее интерпретации».

Еще один вопрос к предыстории. Почему так долго после начала систематических исследований радиоактивности никто не обнаружил излучения Вавилова — Черенкова?

Научные журналы хранят статьи М. Малле, который в 1928–1929 годах опубликовал несколько работ по наблюдению свечения жидкостей под действием гамма-лучей.

Он установил, что в нескольких жидкостях наблюдается свечение, обладающее во всех случаях одинаковым и сплошным спектром. Он высказал предположение, что наблюдаемое им свечение, возможно, универсально. Теперь ни у кого не возникает сомнения в том, что Малле наблюдал излучение Вавилова — Черенкова. Но он не разобрался в увиденном, не изучил характеристик явления, необходимых для правильного понимания его природы, для разработки теории явления.

Малле остался в плену обычных работ по исследованию люминесценции. Отметив необычность своих наблюдений, он не пошел дальше. Он не вышел за пределы обычных экспериментов.

Мы знаем, каких усилий потребовал простой вывод Вавилова — «это не люминесценция».

Черенков, в отличие от Малле, пользовался новым методом, методом, разработанным Вавиловым и Брумбергом практически перед его опытами. Этот метод основан на сравнении интенсивности слабого излучения с порогом зрительного восприятия глаза, адаптированного к темноте. Никаких методов, сравнимых с этим по точности и чувствительности, тогда не существовало.

И еще одно обстоятельство. В сложных ситуациях неожиданный результат опыта редко приводит к открытию, если своевременно на помощь не приходит теория. Здесь они шли рука об руку.

И в заключение: многовековая история науки свидетельствует о том, что открытия — плоды индивидуального творчества. Здесь же впервые открытие осуществлено коллективно. У него четыре автора.

Если относить к предыстории все, что происходило до 1937 года, до выхода из печати статьи Тамма и Франка, объяснившей во всех деталях эффект Вавилова — Черенкова, то нельзя обойти молчанием курьезный случай, живо описанный Франком.

«Я вспоминаю, — читаем мы в статье Франка, опубликованной в 1984 году, — что, когда осенью 1936 года приехал в Москву Жолио-Кюри (известный специалист в области радиоактивности. — И. Р.), ему был продемонстрирован опыт Черепкова, теперь вошедший в популярные книги. Вертикально поставленный стеклянный цилиндрический сосудик с жидкостью с боков был окружен коническим зеркалом. Если смотреть на зеркало сверху, то можно было видеть угловое распределение излучения, выходившего в горизонтальной плоскости через стеклянные стенки цилиндра. Когда препарат радия помещался сбоку от цилиндра, то отчетливо были видны два максимума излучения под острым углом к направлению гамма-лучей Сделанные Черенковым фотографии таких колечек с неравномерным почернением в различных азимутах теперь общеизвестны, а сам опыт нагляден и безупречно убедителен, если, конечно, не заподозрить элементарной ошибки, граничащей с жульничеством. Именно такая мысль, видимо, возникла у Жолио-Кюри, который немедленно начал поворачивать сосудик и зеркало вокруг оси, чтобы убедиться, что прозрачность стекла или качество серебрения зеркала не играет здесь роли. В обсуждении же опыта им был сделан намек на аналогию с лучами Бландло. Этому не следует удивляться. Демонстрацию опыта приходилось проводить в полной темноте, причем даже при некоторой адаптации глаза свечение было на пределе видимости. Вся обстановка была в самом деле необычна для физического эксперимента и напоминала нечто вроде спиритического сеанса или опыта с применением «ловкости рук».

И еще один эпизод из воспоминаний Франка, бросающий свет на стиль работы физиков.

«…Как-то поздно вечером И. Е. Тамм позвонил мне по телефону и попросил немедленно приехать к нему домой.

Я застал И. Е. Тамма за столом, увлеченного работой и же исписавшего много листов бумаги формулами. Он сразу же принялся рассказывать мне о сделанном им до моего прихода… Домой я возвратился под утро пешком, так как городской транспорт уже закончил (или еще не начал) свою работу».

Франк сохранил школьную тетрадку, пять с половиной страниц, заполненных торопливой рукой Тамма со многими исправлениями. Результат, выраженный короткой формулой, правилен, но вывод формулы существенно отличается от содержащегося в опубликованной статье.

«Результаты Черепкова и их теоретическая интерпретация, — вспоминает Франк, — первоначально были замечены лишь советскими физиками. Видимо, иностранные ученые мало читали в то время наши журналы (хотя «Доклады Академии наук» печатались на двух языках: на русском и иностранном). Уже после того, как в исследование явления была внесена полная ясность, С. И. Вавилов в 1937 году направил небольшую статью П. А. Черенкова, суммировавшую полученные результаты и их сравнение с теорией, в «Nature» (английский журнал «Природа». — И. Р.). Не помню, под каким благовидным предлогом, но статья была отклонена».

Бочка для микрочастиц

Но даже после того как теоретики свели концы с концами, увязали эксперимент с теорией, когда новое открытие было единодушно принято в лоно науки, Черенков продолжал работать в прежнем направлении.

Он понимал, что работа с новым видом излучения только начинается.

То, что наблюдал Черенков, было знакомством лишь со свечением частиц одного типа — электронов. Но, кроме электронов — отрицательно заряженных частиц, наука знает много частиц, обладающих электрическим зарядом. Это лептоны и мезоны, протоны — ядра атомов водорода и ядра более тяжелых элементов.

Исследователю не терпелось поставить и их