Лука Турин - Секрет аромата. От молекулы до духов. Как запах становится произведением искусства

Райт, в характерной для себя манере, воспринял это спокойно, хотя в это время уже немного чувствовал себя в осажденной крепости. Он просто указал, что, «учитывая тот факт, что живые точки молекулярных рецепторов почти наверняка хиральные, схема частот [энантиомера] может отличаться от схемы частот его изомера в момент взаимодействия » (курсив Райта). Верно, верно, абсолютно верно. Попросту говоря, это означает, что если в момент измерения колебаний каждый рецептор держит в своем маленьком кулачке одну молекулу карвона и если рецептор хиральный (а они все такие), то не удивительно, что реакция на два энантиомера будет различной. Это не какой-то загадочный феномен. Если провести спектроскопию твердого кристалла того или иного энантиомера и придать измерительной системе своего рода хиральность с использованием поляризованного света, имеющего колебания только в конкретном диапазоне, то полученный спектр одного и другого кристаллов будет разным. Но критики Райта перестали обращать на него внимание. Единственное, что могло спасти его в тот момент — придумать механизм, но этого ему не удалось.

Райт продолжал заниматься колебаниями и запахами до самой смерти, которая наступила в 1985 г. По общему мнению его коллег, в это время он сохранял творческую продуктивность, но никаких серьезных фактов, которые сдвинули бы его от маргинального положения в мире запахов, не появилось.

К 1985 г., когда умер Райт, специалисты в целом пришли к общему мнению, что а) изотопы пахнут так же, как обычные соединения; б) различие в запахах энантиомеров карвона опровергает все теории колебаний; в) в любом случае не может быть создан спектроскоп из биологических строительных блоков. Работа Райта, лишенная его настойчивой поддержки, затонула, не оставив заметного следа в области запахов, а его коллеги и сотрудники разбежались или занялись другими проблемами. Трагизм ситуации в том, что Райт умер, даже не осознав, что решение проблемы, которая занимала его предыдущие двадцать лет, лежало перед ним на библиотечной полке. И не в какой-то редкой публикации, а буквально на расстоянии вытянутой руки — в самом знаменитом физическом журнале Physical Review Letters.

В нем была опубликована статья сотрудников компании Ford Motor, расположенной в Дирборне, штат Мичиган. Сегодня «Форд» и «Дирборн» особо не ассоциируются с фундаментальными научными исследованиями, но в конце 1950-х гг. Генри Форд наряду с другими крупными компаниями, такими как IBM, General Electric и RCA, решил превзойти Bell Labs. Ряд поразительных достижений [69] Беллу принадлежит особое место в сердцах технарей. Мой друг, физик и химик Уолтер У. Стюарт, отвечая на «холодные звонки» недавно созданных телефонных компаний, не хотел бы он перейти из AT&T Bell, неизменно отвечает: «Ребята, это не вы создали транзистор? А лазер? Тоже нет? В таком случае я останусь с компанией, которая их создала!». «Лабораторий Белла» (транзистор, лазер и пр.) заронил в обычно угрюмые мозги руководства крупных компаний мысль о том, что можно заниматься фундаментальными исследованиями, изобретать новые устройства, изменять мир, получать новые Нобелевские премии и в процессе продолжать зарабатывать бабки. Форд создал у себя настоящую лабораторию по правилам Белла: скромная оплата, наилучшее оборудование, полная свобода и гибкие команды.

Роберт Яклевич и Джон Ламбе, закончив университеты и защитив докторские диссертации, с интервалом в два года пришли на работу в лабораторию Форда. У Ламбе уже сложилась репутация блестящего экспериментатора; он первым, еще в 1957 г., начал работать с твердотельным мазером (микроволновый эквивалент лазера). Яклевич, выпускник университета Нотр-Дам в штате Индиана, был специалистом по физике и химии поверхностей, — в процессах, которые происходят в тонком слое на границе объектов. Наука поверхностей сыграла ключевую роль в появлении твердотельной электроники, поскольку все явления, обеспечивающие работу таких приборов, как транзисторы и диоды, происходят как раз на границе контакта разного рода полупроводниковых материалов. Специалисты по поверхностям создали новую технологию для очистки поверхностей и нанесения на них тонких, контролируемых слоев вещества, которая действует по сей день на гигантских фабриках — производителях чипов. От них зависит вся электроника, которой мы пользуемся. Но в 1961 г. все профессиональные инструменты были самодельными, выглядели, как мечта паяльщика, и работать с ними умели лишь те, кто их создал. Яклевич и Ламбе, пройдя конкурс на интересные идеи, решили заняться явлением, известном как «туннелирование электронов», которое, после нескольких лет пребывания в забвении, внезапно превратилось в увлекательнейшую область деятельности.

Объяснение простое: стоит присоединить два металлических провода к аккумулятору и соединить их, как потечет ток. Ток, «естественно» [70] Каждое такое «естественно», — результат большого количества человеческих жизней, потраченных на разъяснение фактов и привыкание к идее. , несут по проводам электроны. Но как течет ток через точки контакта? Металлы, можно сказать, сочатся электронами, и контакт металла с металлом создает влажность на одном, которая совмещается с влажностью на другом. Но почему металлы сочатся электронами? Почему электроны не сидят спокойно в сомкнутых рядах ядер металла? Почему они стремятся в пространство? Очень просто: потому что электроны слегка ворсистые. Если при сильном увеличении рассмотреть кусочек металла и его электроны, станет видна очень небольшая аура электронов вокруг металлического комка. Если сделать увеличение еще больше, можно увидеть, как электроны прыгают взад-вперед внутри металла, стремясь выпрыгнуть наружу, когда оказываются на краю, преодолевают небольшое расстояние в окружающем пространстве, после чего их утаскивает обратно в металл.

Это квантовый феномен, и объясняется он тем, что электрон, прежде чем «понять», что ему не вырваться из металла, должен обязательно попробовать это сделать. Облако — это место, где все вырывающиеся электроны ловятся и утаскиваются обратно в комок. Это означает следующее: если взять два куска металла, плотно их сдвинуть, а затем начать аккуратно разъединять, электроны будут летать до тех пор, пока расстояние между кусками не превысит суммированное расстояние электронных аур каждого из них. Мы говорим об очень небольших расстояниях, порядка одной миллионной доли толщины человеческого волоса. Это так же действует, если покрыть металл соответствующе тонким слоем изоляционного материала. Если изоляционный материал достаточно тонкий, внешняя его сторона будет так же сочиться электронами, как и голый металл. Это электроны пробивают туннель в слое изоляции.