Избранные научные труды. Том 2

На конгрессе были обсуждены многие особенности радиоактивных процессов, а наиболее содержательный доклад был сделан Гамовым; это был доклад об интерпретации спектров гамма-излучения, опирающейся на его теорию спонтанного и индуцированного альфа-излучения и протонной эмиссии и их связь с тонкой структурой спектров α-излучения. Особым пунктом, который горячо обсуждался, была проблема непрерывного спектра β-излучения. Исследования Эллиса по тепловому эффекту, производимому при поглощении испущенных электронов, казались просто несовместимыми с детальным балансом энергии и импульса в процессе β-распада. Более того, данные о спинах ядер, участвующих в процессе, казались противоречащими сохранению момента импульса. Чтобы избежать таких трудностей, Паули ввёл смелую идею о том, что при β-распаде вместе с электронами испускается сильно проникающее излучение, состоящее из частиц с исчезающе малой массой покоя и полуцелым спином — из так называемых нейтрино; плодотворность этой идеи была доказана позже.

Вопрос о структуре и стабильности атомного ядра в целом рассматривался в очень важном докладе Гейзенберга. Исходя из принципа неопределённости он очень ясно почувствовал зыбкость предположения о том, что в пределах столь малой области, какую занимает атомное ядро, находятся столь лёгкие частицы, как электроны. Поэтому он сразу ухватился за открытие нейтрона, чтобы принять, что реальными составными частями ядра являются только протоны и нейтроны, и на этой основе дал объяснение многих свойств ядра. В частности, его модель подразумевала, что явление β-распада должно рассматриваться как доказательство рождения положительных или отрицательных электронов и нейтрино при высвобождении энергии, сопровождающем превращение нейтрона в протон, и наоборот. И в самом деле, вскоре после конгресса большой прогресс в этом направлении был достигнут Ферми; исходя из этих предположений, ставших в дальнейшем направляющими, Ферми развил последовательную теорию β-распада.

Центральной фигурой на Сольвеевском конгрессе 1933 г. был, конечно, Резерфорд, как всегда с необыкновенной энергией принимавший участие во многих дискуссиях. Этот конгресс оказался последним, в котором он участвовал. Он скончался в 1937 г. Его научная деятельность была на редкость плодотворной, и в истории физической науки трудно найти другой такой же пример.

VIII

Политические события, приведшие ко второй мировой войне, на многие годы нарушили регулярные сессии Сольвеевских конгрессов; они были возобновлены только в 1948 г. В те тревожные годы прогресс ядерной физики не ослабевал; он был даже доведён до практического использования колоссальной энергии, заключённой в атомном ядре. Хотя серьёзные осложнения в связи с этим прогрессом были у каждого на уме, никакого упоминания о них на конгрессе не было. Конгресс был посвящён проблеме элементарных частиц, — области, в которой появились новые перспективы благодаря открытию частиц с массой покоя, лежащей между массами электрона и нуклона. Как известно, существование таких частиц, мезонов, было уже предсказано Юкавой прежде, чем они были обнаружены в космическом излучении Андерсоном в 1937 г.; Юкава рассматривал их в качестве квантов полей с короткодействующими силами, которые возникают между нуклонами и весьма существенно отличаются от электромагнитных полей, изученных на ранней стадии развития квантовой физики.

Богатство этих новых аспектов проблемы частиц было как раз перед конгрессом раскрыто Пауэллом и его сотрудниками в Бристоле, которые систематически исследовали треки на фотопластинках, подвергавшихся действию космического излучения, а также изучали эффекты соударений нуклонов, обладающих высокой энергией, впервые полученных на гигантском циклотроне в Беркли. Действительно, выяснилось, что такие соударения непосредственно приводили к рождению так называемых π-мезонов, которые в последующем распаде с испусканием нейтрино превращаются в μ-мезоны. В противоположность π-мезонам, μ-мезоны, как было выяснено, не обнаруживают тенденции к сильной связи с нуклонами и самопроизвольно распадаются на электроны с излучением двух нейтрино. На конгрессе подробные доклады о новых экспериментальных данных сопровождались весьма интересными комментариями, которые касались многих сторон их теоретической интерпретации. Однако, несмотря на обнадёживающие успехи в различных направлениях, возникло общее убеждение, что физика стоит перед началом такого этапа, когда потребуются новые теоретические взгляды.