Марианна Шаскольская - Фредерик Жолио-Кюри

Фредерик и Ирен Жолио-Кюри уверенно лидировали в этом стремительном беге. За этот знаменательный 1932 год они опубликовали одиннадцать статей. Они исследовали свойства нейтронов и условия их испускания, измерили массу нейтрона, нашли новые типы ядерных реакций. Они провели десять дней на высокогорной научной станции Юнгфрау в Швейцарии, чтобы наблюдать там космическое излучение и посмотреть, нет ли в нем нейтронов.

В своих статьях этого и следующего, столь же плодотворного, года Жолио-Кюри сообщили о своих новых открытиях. Еще в 1923 году французский теоретик Дирак предсказал, что должен существовать брат-близнец электрона — позитрон, то есть элементарная частичка с массой, равной массе электрона, но с зарядом положительным, меж тем как электрон отрицателен. Однако обнаружить позитрон удалось не сразу. Сначала его нашли в космических лучах, в том потоке заряженных частиц, который льется на землю из вселенной. Жолио-Кюри обнаружили его и на земле, применив метод Д. В. Скобельцына, то есть поместив камеру Вильсона в магнитное поле. В магнитном поле заряженные частички должны отклоняться: положительные в одну сторону, отрицательные — в другую. Такие расходящиеся следы электрона и позитрона и обнаружил Жолио. А затем Фредерик Жолио показал, что пара электрон — позитрон может родиться «из пустого места»: не из других частиц, а из энергии электромагнитного излучения. Это было потрясающим: на фотографии, снятой Жолио — теперь она приводится в учебниках физики, — было видно, как на ровном сером фоне вдруг возникают расходящиеся из одной точки пути двух вновь рожденных частиц. Энергия электромагнитного излучения преобразуется в энергию родившихся частиц — положительной (позитрон) и отрицательной (электрон).

Академик С. И. Вавилов писал, что это столь же удивительно, как если бы нам показали, что мелодия превращается в скрипку. Годом позже Жолио показал и обратное: электрон и позитрон, столкнувшись, исчезали, давая начало электромагнитному излучению.

В том же, столь богатом событиями, 1932 году Ирен была назначена руководителем работ в лаборатории Кюри Института радия. И нельзя же не сказать еще, что Элен, дочери Ирен и Фредерика, было уже пять лет, а сын Пьер родился в марте того же, богатого событиями 1932 года.

В сентябре следующего, 1933 года Фредерик Жолио впервые побывал в Советском Союзе. На первой всесоюзной конференции по атомному ядру в Ленинграде он сделал два доклада о нейтроне и о позитроне.

Через месяц, в октябре 1933 года, на очередном Сольвеевском конгрессе в Брюсселе Фредерик Жолио, от имени своего и Ирен, рассказал о проведенных ими новых опытах. Доклад вызвал жаркую дискуссию: уж очень странными и невероятными казались результаты молодых французов.

Лиза Мейтнер, выдающаяся немецкая ученая, известная точностью своих опытов и ясностью их объяснений, не скрывала недоверия. Она осуществляла такие же опыты, но не видела того, о чем говорили Жолио-Кюри. Американский физик Лоуренс тоже выразил сомнение; ведь у него работал уже первый в мире циклотрон, аппарат для придания больших энергий частицам, бомбардирующим атомное ядро. Если в его великолепно оборудованной лаборатории не наблюдали ничего подобного, наверное эти французы с их устарелым оборудованием что-то напутали.

Много лет спустя Фредерик Жолио вспоминал: «Большинство из присутствовавших на конгрессе физиков не поверило в правильность наших опытов. После заседания мы были очень огорчены, но в этот момент профессор Нильс Бор отвел нас в сторону (меня и мою жену) и сказал нам, что он придает весьма большое значение полученным результатам. Вслед за этим и Паули поддержал нас своим одобрением.

По возвращении в Институт радия в Париже мы снова принялись за работу…»

Наверное, многие физики потом пожалели, что они не прислушались к докладу и не повторили опытов Жолио-Кюри, потому что через три месяца, 15 января 1934 года, Жолио-Кюри представили во Французскую Академию наук доклад о великом открытии, обессмертившем их имена: они нашли искусственную радиоактивность .

Вспомним: ключ от сокровищ атома был уже в руках человека — Резерфорд сумел разбить атомное ядро. Он бомбардировал азот альфа-частицами, частица попадала в ядро атома азота, выбивала из него протон, и азот превращался в кислород, точнее — в изотоп кислорода. При этом превращении выделялась энергия. Но расход энергии был несравненно больше дохода. Да, атомные ядра распадались, но лишь в то время, пока шла бомбардировка, а в ядро попадала лишь одна частица из миллионов.

В первых опытах по ядерным превращениям Резерфорд и его последователи не могли менять скорость и энергию своих снарядов. Они пользовались теми альфа-частицами, которые вылетают из атомных ядер при естественном распаде, а мы уже говорили, что ускорить или замедлить процесс естественного радиоактивного распада нельзя.

В начале тридцатых годов сильно продвинулась вперед техника ядерной физики. Были созданы ускорители, то есть установки, в которых можно увеличивать скоррсть и энергию заряженных частиц. Первая из таких установок была построена в лаборатории Резерфорда. Самый мощный ускоритель был создан в те годы в Беркли (Соединенные Штаты) в лаборатории Лоуренса.

Развитие ядерной физики тормозилось, кроме всего прочего, еще очень простой причиной: крайней дороговизной радиоактивных препаратов. Ведь радиоактивность наблюдалась лишь у таких редких элементов, как уран, радий. Очень немногие лаборатории мира могли позволить себе роскошь приобретать в достаточном количестве дорогостоящие радиоактивные материалы.

Непомерны были расходы на радиоактивные препараты и для медиков, поэтому лечение радием (кюритерапия) развивалось медленно. Радий и радиоактивные препараты почти не выходили из тиши нескольких лабораторий.

Поль Ланжевен в 1933 году писал в популярной статье о ядерной энергии: «Исследование этой области едва только начинается; оно таит в себе множество сюрпризов и колоссальные возможности в виде использования огромных ресурсов внутриядерной энергии, высвобождаемой в результате ядерных реакций.

Прометей, который научил бы людей, как зажечь этот молниеносный костер ядерных реакций, еще не появился, и это, пожалуй, к лучшему».

В Институте радия были радиоактивные препараты, приготовленные самой Марией Кюри, затем ее сотрудниками, в том числе Ирен Кюри и Фредериком Жолио. Ускорителей во Франции еще не было. Институт радия не имел средств на эти сложные и дорогие установки. Супруги Жолио работали с очень простым оборудованием, не шедшим ни в какое сравнение с великолепным циклотроном Лоуренса. Фредерик сам переделал старый радиоприемник и сделал маленький латунный счетчик [4] Счетчик — прибор, регистрирующий радиоактивные распады. . Они вообще все делали своими руками. И Фредерик и Ирен любили мастерить. Оба они умели обходиться самыми простыми средствами.