Даниил Данин - Неизбежность странного мира

Но вернемся на Арагац. Братья Алиханов и Алиханян были из той же ленинградской когорты. И в 30-х годах они порознь и вместе немало поработали над изучением ряда трудных атомно-ядерных проблем. И космические лучи уже были к началу сороковых годов их добрыми знакомцами.

В конце 1940 года внимание старшего из братьев, Абрама Исааковича Алиханова, привлекла одна загадочная несообразность в опытных данных о поведении космических лучей. Наверное, это явное излишество — растолковывать, что там смущало ученых. Но, понимаете ли, в том смущении, — а смущение не принадлежит к числу сильных человеческих переживаний, — дремала буря. Короткая буря в физике и долгая буря в человеческих сердцах. Придется растолковывать.

Речь шла о знакомом нам свойстве космических частиц превращать встречные атомы в ионы, о той способности, которой обладают только заряженные частицы. К 1940 году во вторичных космических лучах были известны две пары таких частиц-близнецов: электрон-позитрон и два мезона.

Еще прежде физики стали разделять вторичные лучи на мягкие и жесткие. Деление было совершенно условным, но; очень ярким: ставили десятисантидоетровую пластину свинца и прослеживали судьбу падающих частиц — одни пронизывали ее насквозь (их назвали жесткими), другие застревали в свинце (их назвали мягкими). Тут наглядно обнаруживалась громадная разница в энергиях мягких и жестких лучей. Скоро было доказано, что мягкие — это первая пара близнецов, электроны и позитроны, а жесткие — вторая пара, мезоны. Это для них, более массивных и потому, при тех же примерно скоростях, более энергичных, прозрачен даже толстый брусок свинца.

Но над чем же задумался Алиханов? Суть в том, что измерения несколько портили эту ясную картину состава мягких и жестких лучей: мягкие нарабатывали явно больше ионов в веществе, чем это им полагалось бы делать, если б они действительно состояли только из электронов и позитронов. На ученом языке эта несообразность называлась «аномальным поведением мягкой компоненты».

Любая аномалия для исследователей — неприятность и счастье. Неприятность потому, что неизвестно, в чем дело. И счастье тоже потому, что неизвестно — в чем дело?

Алиханов высказал естественнейшее предположение: а нет ли в мягких лучах малой примеси медленных тяжелых протонов, которые способны на своем пути покалечить гораздо больше атомов (помните придуманный Пьером Оже военизированный образ для процесса ионизации), чем релятивистские быстрые электроны? Если такая примесь есть, несообразность исчезнет.

О происхождении этих медленных протонов тогда еще ничего нельзя было сказать. Однако Алиханов уже догадывался, что это, наверное, прежде всего уроженцы земной атмосферы — обломки атомных ядер, разрушенных бомбардировкой первичных лучей.

Младший брат, Артемий Исаакович Алиханян, выдвинул предположение, что медленных протонов в мягкой компонент те много, а не мало, но каждый из них — менее сильный ионизатор, чем думается Алиханову.

Словом, как всегда, вокруг неизвестного сразу же возник спор. И, как всегда, решить его мог только эксперимент. Да и саму аномалию надо было еще детально изучить.

Вот так негромко началась арагацкая буря.

Она началась уже в годы, когда шторм Великой Отечественной войны шумел над страной. И начало, в самом деле, было легендарным (о нем-то и не имел представления молодой шофер в ослепительном зеленоватом пиджаке). В 1942 году, вернувшийся с флотской службы после решения одной военно-технической задачи, измученный эвакуационным полу-бездельем в Казани, где собралось много физиков, которых не брали в армию, заручившийся поддержкой академиков Иоффе и Капицы, Алиханян решил снарядить первую экспедиционную вылазку на Арагац.

Тогдашний руководитель Армянского филиала академии Иосиф Абгарович Орбели недаром назвал ту экспедицию «военно-космической»! Этим было сказано все. А физики тогда говорили о себе весело-невесело: «Мы оттого физики, что люди физического труда». Впрочем, полушуткой-полуправдой это оставалось на протяжении многих лет: арагацкие экспериментаторы походили на ранних мореплавателей-землепроходцев: они сами строили для себя корабли…

К концу войны всеми умами на Арагаце владели слова — «третья компонента». Многочисленные измерения позволили Алиханову и Алиханяну дать ожидаемое объяснение непонятной аномалии. Они доказали: в космических лучах есть третья компонента, кроме мягкой и жесткой. И это действительно протоны , главным образом — протоны. Вскоре выяснилось, что в споре между братьями правда была на стороне младшего: протонов оказалось сравнительно много.

Можно ли не понять возбуждения, охватившего физиков на Арагаце? Они получили серьезное указание на то, что в космических лучах громадную роль должны играть ядерные процессы. Между тем в ту пору многие физики были убеждены и доказывали это в своих работах), что протонов в космическом излучении нет вообще. Другие полагали, что примесь протонов — нечто второстепенное, крайне малосущественное, «только подковка к лошади», как выразился по этому поводу Алиханян. А будущее довольно скоро показало, что космические протоны — «сама лошадь».

Ради исследования открывшейся им третьей компоненты стали арагацкие физики людьми физического труда, ради этого втаскивали они туда лабораторное оборудование для магнитного анализа, ради этого начали по-городскому обживаться на дикой горе. Работа шла. И настала пора, когда физики на Арагаце почувствовали себя в преддверии нового, несравненно более значительного открытия.

Спектр масс экспериментаторы изображают волнистой кривой на миллиметровке. Она получается волнистой оттого, что частицы одних масс существуют и обнаруживаются в эксперименте, а частицы других масс не существуют и не обнаруживаются. Когда частицы есть, над соответствующим значением массы прорисовывается пик. Когда частиц нет, на Кривой появляется провал. Спектр масс космических частиц весь в пиках и провалах. Какую кривую ожидали увидеть арагацкие физики в результате своих исследований? Они уже знали: не считая электронов, на ней обозначатся два пика — мезонный и протонный. А между ними — провал. И вот, к своему величайшему изумлению, физики увидели, что это не совсем так!

В провале между пиком мезонов (масса около 200) и пиком протонов (масса около 2 000) прорисовались бугры. (Так можно увидеть цепь холмов между двух горных вершин.) Это была волнующая неожиданность. Откуда взялись эти горбики в спектре масс? Не означают ли они, что в космических лучах нет-нет да и появляются еще никем не наблюдавшиеся, неизвестные элементарные частицы? Вообразите, какие чувства теперь должны были охватить физиков на Арагаце!