Атомный век Игоря Курчатова

А тем временем Игорь Васильевич Курчатов в сентябре 1930 года становится почти одновременно заведующим лабораторией сегнетоэлектриков и заведующим Физическим отделом ЛФТИ. Ещё его назначают начальником группы физики кристаллов и избирают руководителем оргкомитета конференции по твёрдым выпрямителям и фотоэлементам. А ещё он выпускает монографию «Электрическая прочность вещества» и пишет рефераты и обзоры для научных журналов по физике. По словам брата Игоря Бориса Курчатова, «в 1931–1932 годах Игорь Васильевич отдаёт дань новой зародившейся тогда области физики твёрдого тела – физике полупроводников. Он проводит подробные и изящные исследования» [448, с. 9].

И притом ещё с 1931 года И.В. Курчатов озабочивается созданием надёжной приборной базы для ядерных исследований. И уже на следующий год со всем пылом увлекается новой, бесконечно интересной для исследователя проблемой – строением атома, ядерными реакциями, управлением процессами там и там.

Многим кажется, что он увлёкся этой темой вдруг. Что это он так «разбрасывается». Но это совсем не так. Просто надо вспомнить, что в те годы происходило в физике.

Совсем недавно – только что даже по меркам жизни одного поколения! – был открыт электрон. И личный научный руководитель, без преувеличения – учитель, Абрам Фёдорович Иоффе лично определил его электрический заряд.

И уже успевший стать легендарным руководитель лаборатории Кавендиша в Кембридже Эрнест Резерфорд (Ernest Rutherford) – он фактически тоже только что, в недалеко ушедшие годы, выдвинул планетарную теорию строения атома. И это стало новым измерением известного мира не только для учёных, но и для фантастов, поэтов и обывателей:

Быть может, эти электроны —Миры, где пять материков,Искусства, знанья, войны, троны.И память сорока веков!Ещё, быть может, каждый атом —Вселенная, где сто планет;Там всё, что здесь, в объёме сжатом,Но также то, чего здесь нет… [449]

В самом деле, а что, если в каждом атоме действительно сокрыта своя Вселенная? А что, если радиоактивность, тоже относительно недавно открытая Беккерелем, действительно является результатом разрушения атома?

А тут ещё фундаментальное открытие Пьера Кюри о непрерывном выделении энергии радием. А значит, атом действительно распадается! И какая в этом процессе может быть задействована энергия? Огромная, похоже, – судя по тому, что она должна преодолевать силу, стягивающую частицы в атом! Надо только понять, как и отчего атом распадается и нельзя ли этот процесс как-то взять под контроль…

И тут опять вездесущий, живой и здравствующий Резерфорд проводит вместе с Гейгером соответствующие измерения. И делает вывод, что такие химически разные элементы, как торий, уран, радий и актиний имеют общий продукт превращения – некие α-частицы.

Но раз можно следить за ионизированными α-частицами, что мешает то же сделать и с электронами? А если научиться ими управлять? И тогда здесь рождается новая и чрезвычайно перспективная область науки и техники – электроника!

А ещё открыты космические лучи. Что с ними делать, пока неясно, но они есть. И это превращает Вселенную в ещё более захватывающий и грозный мир, чем мы о ней думали.

И мощно заявляет о себе такое явление, как изотопы – вариации одного и то же вещества с разным атомным числом и подчас очень разными свойствами. Значит, мы ещё что-то не открыли в атоме, раз это нечто может менять природу вещества. И тогда всё тот же Резерфорд делает предположение о существовании в атоме незаряженной частицы – нейтрона – и о возможности его распада. А в 1921 году вместе с младшим своим коллегой Джеймсом Чедвиком (James Chadwick) публикует статью «Искусственное расщепление лёгких элементов».

От этого один шаг оставался до физического подтверждения существования этих частиц. И после нескольких достаточно сложных для того времени экспериментов действительно получили неизвестное излучение от мишени из бериллия, обстреливаемой полонием. Дальше дело было только за объяснением. Каковое Чедвик и сделал в феврале 1932 года в отправленном в журнал Nature письме, так и озаглавленном: «Возможное существование нейтрона».

И тем самым «отнял» Нобелевскую премию у Фредерика и Ирен Жолио-Кюри (Jean Frédéric Joliot-Curie, Irène Joliot-Curie), у которых тоже получилось выбить некое излучение из парафина при источниках из бериллия и плутония. Только они сочли, что получили гамма-излучение, а Чедвик довёл дело до конца.

Далее приходит Нильс Бор (Niels Bohr) и доказывает бесполезность электродинамики для описания систем атомных размеров, окончательно оформляет теорию строения атомов, молекул и самой химико-физической природы вещей.

Из-за порога приветственно улыбается квантовая механика…