Александр Борун - Средневековое дело

…Но ему об оксиде ничего неизвестно, если кто-то его изготовлял. Да, нужно сказать, кроме обычного мышьяка у них время от времени бывал ещё и радиоактивный. У мышьяка известны 33 изотопа и 10 возбуждённых состояний ядерных изомеров. Стабилен только основной изотоп, у которого в ядре 75 нуклонов, весь природный мышьяк из него и состоит. Но можно создать искусственно другие изотопы, например, 73As с периодом полураспада 80,3 суток и 74As, 17,77 суток. У остальных это время меньше, от десятков часов до микросекунд. Они использовали в исследованиях равномерности распределения мышьяка в полупроводниковых приборах небольшие количества 71As с периодом полураспада 65,26 часа. Им его передавали коллеги из института ядерной физики. Его добавляли к основному веществу вместе с соответствующим количеством галлия, плавили, перемешивали, выращивали кристаллы, делали полупроводниковые приборы и смотрели локализацию источников радиации. Откуда вообще может взяться неравномерность? Ну, по причинам физического или химического характера. Например, при окислении поверхности кислородом воздуха возникает, в основном, как оказалось, слой оксида галлия, в котором оксида мышьяка существенно меньше. Мышьяк частично испаряется, частично остаётся на границе раздела окисного слоя и основного материала в свободном виде. Очевидно, галлий активнее соединяется с кислородом, чем мышьяк, частично вытесняя последний из этого процесса. Или, скажем, если создаётся прибор, в котором арсенид галлия контактирует с антимонидом индия… антимонид индия – тоже полупроводник, соединение индия и сурьмы, формула InSb… то тут будут взаимодействовать уже не три химических элемента, как при окислении арсенида галлия, а четыре, кто знает, какие процессы сегрегации возникнут. Нет, пока такие исследования только запланированы, и он просит об этом нигде не распространяться. Нет, разумеется, радиоактивный мышьяк опаснее стабильного, и обращение с ним ещё более строгое, и Марк Захарович за этим тщательно следил. Он вообще очень ответственный и надёжный специалист. Был. Кроме того, из их лаборатории никто больше не отравился, да и он – в Астрахани, а здесь с арсенидом галлия и радиоактивным мышьяком имели дело несколько человек. Многие гораздо ближе с ними соприкасались, согласно своих должностных обязанностей, чем начальник лаборатории. Источник отравления должен быть где-то вне работы. Но если у уважаемого следователя возникнут какие-то более определённые подозрения, можно их обсудить.

Откуда же у меня определённые подозрения возникнут, до обсуждения-то?

Поговорили на общие темы, касающиеся жизни покойного.

Бир его очень хорошо знал. Дружили ещё с универа, были там в одной группе, физики твёрдого тела. Да, студенты с удовольствием шутили по поводу этого названия. У всех, кто там учится, твёрдые тела и прочее. На самом деле имеются в виду, в основном, кристаллы всякие, в отличие от физики, скажем, жидкостей и газов. На самом деле в кристаллах тоже много всего происходит, не такие уж они и твёрдые. И с самого начала всё происходящее определяется законами квантовой физики. Не только ток по кристаллам протекает, кстати, он бывает не только электронный, но и дырочный, причём дырки – это не просто такие себе места с отсутствием электронов, это полноценные квазичастицы, с определённой массой. Более того, могут сразу два типа дырок присутствовать, имеющих разные массы, и на эффекте их взаимодействия делаются генераторы сверхвысокочастотных колебаний, так называемые диоды Ганна. Да что там дырки! Находясь в кристалле, электрон взаимодействует с периодическим потенциалом кристаллической решётки, в результате его масса меняется, так что он, строго говоря, тоже становится квазичастицей. А как же? Ведь его свойства, как частицы, определяются кристаллической решёткой. А на пэ-эн переходе, то есть стыке полупроводников с электронной и дырочной проводимостью, делаются приборы, позволяющие управлять токами: переключать, усиливать. Они могут быть очень маленькими и многочисленными, из них-то и конструируются те самые микросхемы, что работают в компьютерах, сотовых телефонах, навигаторах, роботах, стиральных машинах и так далее. Кроме электронов и дырок, в кристаллах много квазичастиц бегает, фононы, например, это такие кванты звука, как фотоны – кванты света. Ну и атомы мигрируют по кристаллу, и у каждого свой коэффициент диффузии. Диффузия описывается отнюдь не тремя законами динамики Ньютона, но свои закономерности у неё есть. А кроме атомов – разнообразные дефекты кристаллической решётки способны передвигаться. В общем, жизнь кипит. Плюс к тому студентам надо изучать методы исследования этих самых кристаллов, а среди них есть очень сложные, воплощённые в хитро устроенных научных приборах. Знаете шутку про спирт, выписанный для протирки оптической оси? Шутка в том, что оптическая ось – не реально существующий объект, а геометрический, это ось симметрии линзы, и протереть её нельзя, спирт, стало быть, выпили. Так вот, у кристаллографов есть аналогичная шутка про протирку спиртом сферы Эвальда. Эта штука не существует в ещё большей степени, чем оптическая ось. Как это возможно, если и та не существует? Сфера Эвальда располагается не в пространстве кристаллической решётки, а в так называемом обратном пространстве. Искусственно и чисто теоретически сконструированном. Служит для расчёта расположения вполне реальных рефлексов рентгеновского луча, проходящего через исследуемый кристалл. По ним можно определить, что это за кристаллическая решётка и всякие другие вещи, скажем, подвергается ли она механическим напряжениям, много ли в ней дефектов и так далее. Короче, нельзя сказать, что физика твёрдого тела проще физики жидкостей и газов, хотя, казалось бы, если атомы более-менее зафиксированы в узлах кристаллической решётки, с ними как-то всё должно быть более определённо, чем если они могут устремиться куда-то в виде течений и завихрений. Однако в кристалле течения тоже возможны, например, упомянутые фононы, квазичастицы упругих колебаний решётки, могут образовывать фононный газ, со своими течениями. Ну и, разумеется, при протекании тока электроны тоже часто называют электронным газом за сходство свойств.

Марк физику твёрдого тела знал очень хорошо, и приборы для научных исследований тоже, кроме того, у него была практическая изобретательская жилка, без которой в России никуда. Советские учёные, говорят, именно за это ценились за рубежом. Пока тамошний специалист напишет заявку на поиск неисправности, наш уже определит сгоревшую в приборе деталь и закажет новую, а пока её нет, заменит на что-то, сляпанное на коленке. Потому что жизнь в условиях недофинансирования приучила. Впрочем, это слухи, сам Бир за рубеж не выезжал, тем более, там не работал. И Марк тоже. В качестве примера, не имеющего отношения к их засекреченной работе – Марк сделал дроболитный станок. Он не охотник, это Бир охотник. Ну так, изредка выкраивает время. Как-то пожаловался другу на то, что английская дробь, самая лучшая, очень дорогая. Дробь делается так: капли расплава свинца, получающиеся при протекании через пластину с дырочками, падают в дроболитной башне и охлаждаются на лету воздухом. Башня требуется высоты 30-45 метров. В принципе, можно уменьшить требуемую высоту, если создать встречный поток воздуха мощными вентиляторами, но всё равно это не портативная установка. На дому такое не устроишь. Марк придумал отверждать дробь в жидкости, капая в неё свинец, наоборот, с совсем небольшой высоты. Вода тут не подходит, нужно более быстрое охлаждение, а то капли не успеют замёрзнуть и сплющатся о дно сосуда. Но можно взять спирт. У него температура замерзания минус 114,3°С. Недаром из него термометры делают, и они на морозе нормально работают. И охладить его легко, подлить немного жидкого азота, и всё. Нет, азот со спиртом не перемешается, у него температура кипения минус 190,75°С – гораздо ниже температуры замерзания спирта. То есть вместе в жидком виде они никак не уживутся. Спирт замёрзнет раньше, чем охладится до температуры. при которой азот бы не выкипал при соприкосновении с ним. Пока спирт жидкий, при подливании к нему азот будет испаряться. Но при этом спирт охладится, что в данном случае и требуется. Жидкого азота у нас хоть залейся, на опытном производстве своя азотная станция есть, и в научных установках он используется, для ловушек. Ни на кого, ловушек для остаточных газов, чтобы вакуум улучшить. Почему не капать прямо в жидкий азот? Наверное, Марк опасался, что от расплавленной дроби вскипит сразу весь объем сосуда Дьюара. А тратить по 16 литров жидкого азота на одну дробинку нерационально. Впрочем, сам Бир не подсчитывал и экспериментов не проводил. Что? Может ли в одной дробинке содержаться так много тепла? В принципе, почему бы и нет, ведь жидкий азот постоянно кипит и так, он всё время находится на грани, его только подтолкнуть… Впрочем… Вы правы, это сомнительное соображение, раз запас холода, если можно так выразиться, в жидком азоте достаточно велик, чтобы небольшим его количеством можно было заморозить, скажем, стакан спирта, то вряд ли одна дробинка, пусть и расплавленного свинца, могла бы привести к испарению гораздо большего количества азота… Тогда, простите, не знаю, почему Марк не осуществил такой вариант вместо своего двухступенчатого. У вас, случайно, не физическое образование, нет? Ну, мало ли людей сейчас работает не по специальности…