желые элементарные частицы, нейтроны и протоны, взаимодействуют друг с другом, обмениваясь какими-то более легкими частицами, которые и служат, если пользоваться приведенным условным примером, «заклепками», скрепляющими взаимодействующие частицы. 

Теория Юкава так и не получила законченной формы, но все же она в самом общем виде предсказала не только существование, но даже массу «заклепок», скрепляющих конструкцию атомного ядра, а именно массу, промежуточную между массами электронов и протонов. Эти проблематичные частицы были названы мезонами (по-гречески «мезос» — средний, промежуточный). 

Даже самый лаконичный пересказ дальнейших событий позволит почувствовать их внутренний драматизм... 

Прошло немного времени, и мезоны были обнаружены! 

Они объявились в космических лучах — таинственном непрерывном излучении, которое льется на Землю из глубин мирового пространства. Оно производит большие беспорядки в атмосфере. Космические лучи разрушают встречные атомные ядра, заставляют подчас преобразующиеся под их действием тяжелые части

ми подтвердил существование в космических излучениях заряженных частиц с массой около 300 электронных масс. Эти мезоны (их назвали, чтобы отличить от других, пи-мезонами) вели себя в точном соответствии со всеми теоретическими предсказаниями. Они исправно взаимодействовали с протонами и нейтронами. 

Одна беда: чтобы их уловить и засечь, нужно было совершить 

подлинно исследовательский подвиг: так трудно поймать эти мгновенно мелькающие порождения космических лучей, продолжительность жизни которых ничтожна. Между тем их глубокого изучения настоятельно требовали интересы ядерной физики, поскольку именно здесь виделся 

100 МИКРОН 

Такой путь в «камере туманов» прочерчивает искусственно полученная ядерная частица мезон. Путь этот, обозначенный пунктиром из капелек влаги, может быть снят на фотопленку. 

цы рассыпать вокруг себя фейерверк космических «ливней». 

Когда в 1937 году К. Андерсон и С. Неддермайер сообщили, что при помощи «камеры туманов» (так называется иногда камера Вильсона, в которой становятся видимыми пути незримых частиц) они обнаружили в космическом излучении заряженные частицы с массой около 200 электронных масс, физики были подготовлены к этому известию и встретили его с энтузиазмом. Мезоны найдены! Это ли не торжество теории?!. Предвидение исполнилось... Однако вслед за приливом воодушевления наступила полоса разочарований. 

Это были не те мезоны, открытие которых предвещали расчеты Юкава. Это были бездеятельные, «ленивые» мезоны, которые слабо взаимодействовали с нейтронами и протонами. Не их появления напряженно ожидали физики. 

Понятно поэтому, с каким волнением мы встретили в 1946 году сообщение советских ученых А. И. Алиханова и А. И. Алиханьяна, содержавшее первые указания на существование других, «настоящих» мезонов. В 1947 году английский физик С. Поуэлл неопровержимыми эксперимента

6 

ключ к основным тайнам атомного ядра. 

Новая эпоха открылась в этой области с того времени, как оспариваемые, подвергаемые тысячам сомнений, полуфантастические, полулегендарные мезоны были получены искусственным путем в лаборатории. Силы космической мощи, запряженные в физические приборы, придали им необходимую энергию. 

Обстоятельства, при которых это произошло, заслуживают особого внимания. 

Ядерная «артиллерия» 

Как уже было сказано, ядерные силы громадны. В сотни тысяч и миллионы раз они превосходят силы, действующие между атомами в химических соединениях, и в тысячи и десятки тысяч раз превосходят силы, действующие между атомными ядрами и ближайшими к ним электронными оболочками. Не удивительно поэтому, что для взаимодействия с ядром, в котором действуют эти силы, нужны частицы, энергия которых была бы соизмерима с ними. 

Надо прежде всего условиться, в каких единицах измерять энергию подобных снарядов. Для это

го нам придется обратиться к универсальной единице, которой физики всегда пользуются для измерения энергии, выделяемой или поглощаемой в процессах, происходящих с отдельными атомами или отдельными ядрами. Эта единица электронвольт. Из самого названия легко догадаться, что она означает количество энергии, равное той, которую приобретает электрон, разогнанный электрическим полем напряжением в один вольт. 

В электронвольтах можно выразить и энергию, которая выделяется одним атомом углерода при соединении его с кислородом, то есть при обыкновенном горении. Эта энергия энергия химической связи — будет равна 4,2 электронвольта. 

Для сравнения отметим, что энергия связи протонов и нейтронов в ядре составляет 7—8 млн. электронвольт. А для отрыва от элементарной частицы мезонной «заклепки» «в чистом виде» необходимо затратить энергию в сотни миллионов электронвольт. 

Штурм атомного ядра начался с использования естественных «снарядов» — ядерных частиц, преобразуемых распадающимися ядрами натуральных радиоактивных элементов. При помощи этих скромных средств были достигнуты такие памятные успехи, как первые искусственные ядерные превращения, осуществленные Резерфордом, получение искусственных радиоактивных элементов Фредериком и Ирэн ЖолиоКюри и открытие нейтрона — эпопея, связанная в истории науки с именами Чедвика и тех же супругов Кюри. 

Но естественные источники частиц-снарядов мизерны. Их интенсивность ничтожна. Набор бомбардирующих частиц ограничен. Между тем молодая наука, которую даже предельно сдержанный и скупой на эпитеты Резерфорд восторженно назвал «новой алхимией», требовала изучения широкого круга ядерных реакций под действием разных частиц и больших энергий. Должны были быть созданы специальные орудия штурма атомного ядра. И так как ни одна реальная задача, поставленная развитием науки, не остается неразрешенной, ядерная «артиллерия» была создана. Эта новая, специальная ядерная «артиллерия» должна была не только придавать атомным снарядам больший разгон, но и вести значительно более массированный огонь и стрелять большим числом разнообразных снарядов. 

Первоначально ядерные частицы, которым хотели сообщить большую скорость для преодоления, что называется, с лету «броневого пояса» электрического отталкивания (им защищено любое штурмуемое ядро), по удачному выражению одного советского физика, как бы водружались на «электрический утес». Им являлось электрическое поле высокого напряжения. Частицы как бы «низвергались» с этого «электрического утеса» и, прежде чем достичь «мишени», пробегали прямолинейный путь со скоростью тем большей, чем более высоким был «утес», то есть чем большее напряжение было приложено к ускоряющим трубкам. В этих трубках частицы приобретали скорость в сотни тысяч раз большую, чем скорость снаряда дальнобойного орудия, но и этого оказалось 

недостаточно. Для преодоления «броневого пояса» отталкивания в ряде случаев нужен гораздо более мощный снаряд. 

Уже на заре ядерной физики появилась плодотворная мысль: нельзя ли ускорять частицу не в один, а в несколько приемов? Но пока пытались осуществить эту простую идею на ускорителях, представляющих собой вытянутые в одну линию вакуумные трубки, решающий успех не мог быть достигнут. Чтобы придать разгоняемым частицам достаточно большую энергию, понадобились бы линейные ускорители огромной длины. Достаточно сказать, что в одной из современных машин ускоряемые протоны проходят путь в 210 тысяч километров! 

Отсюда понятно, почему ускорители прямого действия не могли стать основой вооружения лабораторий. 

Решение проблемы продвинулось после того, как была реализована остроумная идея: заставить частицу проходить свой путь ускорения по спирали. Тогда, совершая огромный разбег, она не выйдет за пределы сравнительно скромной площади. 

Для того, чтобы пояснить остроумный замысел этого прибора, иногда прибегают к сравнению с пращей. Вращая привязанный к веревке камень, можно забросить его гораздо дальше камня, просто запущенного той же рукой по прямой линии. Однако этот пример дает отдаленное представление только о самом принципе устройства, предложенного физиками, но не выделяет главной его особенности. А она состоит в следующем: разгоняемым частицам с каждым новым оборотом понемногу добавляют скорости, и только после того, как они достигнут очень большой скорости, их выпускают на обстреливаемую ядерную «мишень». В книге «Новая сила» Ральфа Лэппа мы находим такой, чисто американский прием описания принципа действия циклотрона (так был назван новый ускорительный прибор). Он сравнивает его с каруселью, на которой каждый пассажир, всякий раз проезжая мимо кассы, получает по сто долларов и очень быстро становится миллионером. Идея циклотрона, однако, была подсказана его изобретателю, американскому физику Лоуренсу, не биржей, а новой электронной техникой. 

Ускоряемые в циклотроне частицы-снаряды помещаются в зону действия мощного магнита. Он заставляет их поток изгибаться, закручиваться. Пробежав половину окружности внутри полых электродов-дуантов, они попадают в электрическое поле между дуантами, которое в этот момент действует в том же направлении, в каком летят частицы, и таким образом как бы подхлестывает их. После этого ускорения они продолжают свой круговой полет, но уже по окружности большого радиуса, так как скорость их возросла. Затем, снова пролетая промежуток между дуантами, они еще раз подстегиваются электрическим полем, еще раз делают оборот, еще десятки и сотни раз летят по своей все более и более раскручивающейся спирали... При каждом очередном обороте на них действует сравнительно небольшое ускоряющее поле, но в