Атомный меч Апокалипсиса

Это мероприятие организовал весной 1932 года заведующий теоретическим отделом Украинского физико-технического института (УФТИ) Дмитрий Дмитриевич Иваненко. Самой важной темой докладов было обсуждение открытия новой элементарной частицы – нейтрона, сделанное кембриджским экспериментатором Чедвиком. Эта необычная микрочастица по массе была почти равна протону, но не имела электрического заряда. Вот тут-то Иваненко и предположил в своем выступлении, что именно нейтрон является недостающим звеном в модели атомного ядра. Харьковский теоретик прямо доказывал, что радиоактивность тяжелых ядер связана не только с их неустойчивостью, но и сложностью. Это подтверждали потоки протонов, электронов, альфа-частиц и гамма-лучей, сопровождавшие процессы радиоактивного распада. Однако все попытки построить ядро из протонов, электронов и альфа-частиц неизменно заканчивались неудачами. В модели Иваненко атомное ядро состояло всего из двух компонент – протонов и нейтронов, а вылетающие из ядра электроны и гамма-лучи возникали как продукты неизвестных ядерных реакций.

К сожалению, политика все настойчивее вмешивалась в жизнь международного научного сообщества, и после прихода нацистов к власти Гейзенберг не смог принять приглашение на конференцию в Советском Союзе. Не приехали также Бор, Чедвик и Резерфорд, которые готовились к очередному Сольвеевскому конгрессу, а Ферми находился в лекционном туре по американским университетам.

Исследования Иваненко позволили объяснить «азотную катастрофу», сформулированную итальянцем Разетти. Дело состояло в том, что ядро азота считалось состоящим из нечетного числа элементарных частиц, включая 7 электронов и 14 протонов, а эксперименты римских физиков доказали, что ядра атомов азота ведут себя как содержащие четное число частиц. Протонно-нейтронная модель Иваненко предполагала, что всего в ядре азота должно быть именно четное количество ядерных частиц – 14 нуклонов. Этим же летом новый руководитель теоретического отдела Харьковского физтеха Лев Давидович Ландау, которого все знакомые называли исключительно Дау, на очередном общеинститутском коллоквиуме подвел итоги еще одной «паритетной истории», до сих пор не имеющей однозначной интерпретации. Тут надо вспомнить, что УФТИ в то время был одним из немногих научных центров, где целенаправленно развивалась экспериментальная и теоретическая ядерная физика. В этом была большая заслуга тогдашнего директора УФТИ А. И. Лейпунского, который уделял очень много внимания развитию экспериментальной базы, широко применяя свой опыт и знания, полученные во время предыдущей работы в Ленинграде при разработке высоковольтных трансформаторов. Подобная техника широко применялась именно в экспериментальных атомных исследованиях, о чем их главный исполнитель Кирилл Дмитриевич Синельников прекрасно знал, проведя два года на стажировке в кембриджской лаборатории одного из основателей экспериментальной атомной науки Резерфорда. Там он внимательно наблюдал за работой английских ученых Дж. Кокрофта и Э. Уолтона, которые сооружали установку для расщепления атомного ядра с помощью высоких напряжений.

Возвратившись в Харьков, Синельников стал руководителем «высоковольтной бригады» института, как тогда называли соответствующие отделы, и с середины 1931 года начал интенсивную подготовку технической базы для исследования атомов элементарными частицами, разогнанными электрическим полем. Любопытно, что в это же время Харьковский физтех посетили сами Джон Кокрофт и Эрнест Уолтон, которых Синельников несколько необдуманно ознакомил с перспективной схемой каскадного генератора высокого напряжения, разработанного его сотрудниками. Считается, что именно на прообразе подобного харьковского оборудования уже через год «кембриджские мальчики Крокодила» смогли осуществить эксперимент по протонному расщеплению ядра атома лития.

Почему же харьковские ученые и инженеры, с большим энтузиазмом проводившие эксперименты по ускорению ядер гелия и водорода, первыми не достигли решающего результата? Дело в том, что проблема создания установки для ускорения частиц в то время содержала в себе не менее трех важных задач. Они включали конструирование тысячевольтных источников напряжения, сооружение вакуумированных колб, способных выдержать высокое напряжение, и создание ионных «пушек», выстреливающих поток микрочастиц по оси вакуумной трубки в камеру с атомной мишенью. При этом отечественные ядерщики, как и британцы, во всем были первопроходцами или, по крайней мере, таковыми себя считали. К тому же именно Ландау разубедил Лейпунского использовать перспективную схему высоковольтного каскадного генератора!