1

В моей первой статье я проследил подробно основные события, происшедшие в атомной физике вплоть до конца 1932 г.

Истекший год с ясностью показал, что физика разгадала только самую малую часть загадок, скрывающихся в глубоких недрах атома. Приподнят только краешек завесы. Мир ядра - подпольный мир материи - не замедлил преподнести исследователям новые, необыкновенные вещи, о существовании которых не подозревал никто.

Уже давно, в самые первые дни работ над атомом, было замечено, что атомы целого ряда веществ разбрасывают во все стороны, кроме альфа - частиц (об этом смотри в первой статье), также потоки других мелких телец, потоки так называемых «бета - частиц», которые после ближайшего рассмотрения оказались не чем иным, как старыми знакомыми - электронами.

На первый взгляд - ничем не замечательное явление. Ведь каждый атом, как сказано, во внешней своей оболочке содержит определенное количество электронов, и, может быть, электроны, входящие в состав бета - лучей, - это как раз и есть внешние атомные электроны, которых каким - нибудь «ветром» «сдуло» со своего места в оболочке атома.

Нет, это не так! Прежде всего, прямое наблюдение над крупинками радия, калия и других, испускающих бета - лучи веществ показало, что при испускании бета - электронов оболочка атомов остается нетронутой. Ни один электрон никуда оттуда не девается. А, во - вторых, скорость входящих в бета - поток электронов настолько велика (она почти доходит до предельной, возможной в природе скорости - 300 000 километров в секунду), что их источником явно не может быть атомная оболочка. Ибо те разряды энергии, которые время от времени происходят здесь, самое большее могли бы вытолкнуть электроны со скоростью 10 000 километров в секунду. Фактически же наблюдаемые бета - электроны мчатся в 10 - 20 раз быстрее! Сообщить электронам столь мощный толчок могут лишь разряды энергии, происходящие внутри ядра атома.

Значит, бета - электроны тоже идут изнутри ядра, значит, их испускание тоже представляет ядерное явление? Но, перечисляя составные части атомных ядер, мы внесли в этот перечень протоны и нейтроны и ровно ничего не говорили об электронах. Никаких электронов в действительности нет и не может быть внутри ядер и прежде всего потому, что присутствие хотя бы одного лишнего (сверх комплекта нейтронов и протонов) электрона изменило бы на целую единицу общий заряд ядра против наблюдаемого фактически.

Электронам, повторяю, нет места внутри ядра. Но в то же время они в ряде случаев явственно выходят оттуда!

Это был тупик, это была загадка, в поисках разрешения которой и начала разматываться цепь изумительных открытий.

2

Первый шаг к разгадке бета - лучей был сделан в 1930 г. одним из самых замечательных физиков, живущих в современную эпоху. Это был 30 - летний англичанин (наполовину француз по происхождению) Лоль - Адриен - Морис Дирак, испытанный друг Советского Союза.

Исследуя с математической стороны уравнение движения электронов в пространстве, Дирак натолкнулся на следующее, глубоко заинтересовавшее его обстоятельство.

Все, кто решал задачи с квадратными уравнениями, знают, что такие уравнения дают два решения с разными знаками: плюс, минус. Столь же хорошо известно, что во многих практических задачах на уравнения решения со знаками минус просто - напросто отбрасываются в сторону как не имеющие практического смысла.

Электронное уравнение, которое решал Дирак, было как раз квадратного типа. И отрицательные решения этого уравнения всегда отбрасывались.

В самом деле, решения уравнения Дирака дают величины энергии электрона. А какой смысл, спрашивается, имеет вычисление «отрицательной энергии» электронов?! До сих пор физики привыкли думать, что энергия может выражаться только положительным числом и что нелепо говорить о куске вещества, движущемся с энергией, равной, скажем, «минус 10 килограммометров».

Но эта уверенность основывалась на явном недоразумении! Еще великий основоположник материалистической диалектики (приложивший ее не только к общественным, но и к физический явлениям) Энгельс, разбирая в «Диалектике природы» вопрос об отрицательных числах, ясно и прямо установил, что числа эти по своему реальному смыслу ничуть «не хуже» чисел положительных.

Отрицательные числа, как и положительные, отражают вполне реальные вещи. В частности числа эти несут в физике двойную нагрузку: они либо выражают отсутствие какой - либо величины в данном месте (убыток, расход) либо просто обозначают величину, меньшую самой малой положительной величины.

Сказать, что электрон обладает «отрицательной энергией» с этой точки зрения, означает просто - напросто сказать, что электрон обладает очень малой энергией. Другое дело, что такие электроны вообще никогда не наблюдались в природе и что все электроны и любые вещи, с которыми до сих пор практически имела дело физика, неизменно несли хоть малую, но все - таки положительную и только положительную энергию. Но из этого, повторяю, не следовало и не следует, что вообще ни один электрон на свете не может «опуститься» до такого «вялого» и малоподвижного состояния, когда его энергия станет уже не положительной, а отрицательной по знаку.

В этом именно пункте Дирак и сделал свой безгранично смелый, свой гениальный шаг вперед.

Он предположил, что помимо тех «активных» и «энергичных», быстро движущихся электронов, которые входят в состав атомов и находятся под непосредственным контролем физики и ее приборов, все мировое пространство, по всем направлениям, невидимо заполнено бесчисленным множеством электронов, находящихся в состояниях с отрицательной энергией.

• Страницы:
• 1
• 2
• 3
• 4
• следующая

Представьтесь или зарегистрируйтесь, чтобы участвовать в обсуждении.