Cтраница 2
Норман Фезер писал: В безмятежные довоенные годы ученые из многих стран мира свободно приезжали в лабораторию Резерфорда за получением опыта в этой новой и волнующей области ( ядерной физике): Мэсси и Олифант из Австралии, Кара-Михайлова из Болгарии, Гольдхабер, Кюн и Рицлер из Германии, Бьерге и Якоб-сен из Дании, Ахмед и Баба из Индии, Оккиалини из Италии, Сарджент и Терру из Канады, Чжао из Китая, Вертенштейн, Неводничанский и Сосновский из Польши, Гамов, Капица, Лейпунский и Харитон из СССР, Бейнбридж, Оппенгеймер и Шенстоун из США, Брет-шер из Швейцарии, Шонланд из Южной Африки, Шимицу из Японии. [16]
Оккиалини с более совершенной экспериментальной методикой подтвердили выводы К - Андерсона. [17]
В октябрьских номерах 1947 года английского журнала Нэчюр Оккиали-ни с сотрудниками опубликовал работы, в которых другим методом доказывается наличие в космических лучах мезонов с большой массой. Громыко видно, что работа Оккиалини вызвала большой интерес в научных кругах Америки и Англии. [18]
Утверждение, согласно которому дематериализация происходит главным образом после того, как положительный электрон в основном потеряет свою скорость, основывается на вычисленной Дираком вероятности аннигиляции положительного электрона, движущегося в среде с данной электронной плотностью. Эти вычисления приводятся в работе Блек-кета и Оккиалини [3], посвященной изучению электронных ливней, создаваемых космическими лучами. [19]
Реальность существования позитронов вскоре был а подтверждена опытами, не связанными с исследованием космических лучей. В 1933 г. Чадвик, Блеккет и Оккиалини обнаружили, что позитроны вылетают из свинцовой пластинки, облучаемой у-лучами. Опыты Кюри и ЖоЛио ( 1934 г.) по искусственной ( индуцированной) радиоактивности, появляющейся у многих элементов под влиянием бомбардировки нейтронами, показали, что некоторые радиоактивные вещества испускают вместо электронов позитроны. [20]
Исследования этих явлений были предприняты одновременно во многих лабораториях. Филипп [4], с одной стороны, и Чад-вик, Блекнет и Оккиалини [5] - с другой, подтвердили наличие упомянутых следов и показали, что при внесении в камеру Вильсона свинцовой пластинки следы этих электронов выходили из большей части этого радиатора и отклонялись соответственно положительному знаку заряда. [21]
Эта проблема возникла в связи со сделанным Дираком теоретическим открытием позитрона и образования пар. Жолио-Кюри, а позитрон был наблюден в космических лучах Андерсоном, а также Блеккетом и Оккиалини. [22]
Рассмотрев некоторые несоответствия между теорией и экспериментом ( примером может служить отмеченное выше различие в измеренном и вычисленном времени жизни), Маршак и Бете ( 1947 г.) выдвинули предположение, что существует два различных типа мезонов. Первое доказательство этого факта было дано Бристольской группой, руководимой Пауэллом ( Лэт-тес, Мюрхид, Оккиалини и Пауэлл, 1947 г.), и подтверждено в следующем году вместе с этой группой также Калифорнийской группой, работающей в Беркли. Эти эксперименты стали возможны благодаря значительному усовершенствованию фотографического метода наблюдения треков. Оказалось, что первичные мезоны в космических лучах, названные я-мезонами, обладают массой около 264т если они нейтральны, или 273т, если несут положительный или отрицательный заряд. Но вероятность самопроизвольного распада отрицательных я-мезо-нов мала, обычно они притягиваются положительными ядрами ркружающих атомов и захватываются ими, вызывая сильные ядерные взрывы. Вторичные ц-мезоны в свою очередь распадаются на электрон или позитрон ( в зависимости от заряда) и два нейтрино; их время жизни равно 2 22 10 6 сек. С другой стороны, нейтральные я-мезоны ( я - частицы) распадаются на два у-кванта ( У; гл. Тот факт, что причиной ядерных взрывов оказываются обычно ( отрицательные) я-мезоны, показывает, что именно эти, более тяжелые мезоны связаны с ядерными силами в согласии с теорией Юкавы. Однако хотя теория Юкавы, сравнительно простая, представляется качественно верной, она не объясняет деталей взаимодействия между ядерными частицами. [23]
Фотографии показывают, что следы сверхбыстрых частиц часто наблюдаются в виде ливней, до 30 штук одновременно. Большое число таких фотографий взрыва атомного ядра получено с помощью описанной в предыдущем параграфе установки Блэккета и Оккиалини. Андерсона, на которой получилось одновременно 28 следов; часть этих следов принадлежит позитронам. [24]
В превращениях бора и алюминия замечательным оказалось то, что полученные искусственно 7N13 и 16Р3 испускали частицы, имеющие положительный заряд и обладающие массой, равной массе электрона. Впервые позитрон наблюдал Д. В. Скобельцын в 1929 г. в камере Вильсона при исследовании космических лучей, а в 1933 г. - Блеккет, Оккиалини и Андерсон. [25]
Отвечающие позитронам следы в находящейся под действием магнитного поля конденсационной камере впервые наблюдались Д. В. Скобельцыным ( 1929 г.), но были приняты за следы электронов, попадающих в камеру снизу. Объяснение подобных следов в качестве принадлежащих позитронам дано Андерсоном ( 1932 г.), а правильность такого объяснения окончательно установлена описанными в основном тексте опытами Блеккетта и Оккиалини. [26]
После опытов Андерсона Ц ], Блеккета и Оккиалили [2] стало известно, что космическое излучение, проходя через вещество, может вызывать испускание положительно заряженных частиц. По знаку и величине отклонения этих частиц в магнитном поле, а также по той ионизации, которую они производят, проходя через газ, можно заключить, что речь идет о частицах, аналогичных электронам, но обладающих положительным зарядом. Мы не можем в этой статье останавливаться на открытых Блеккетом и Оккиалини чрезвычайно сложных явлениях ( ливнях), которые связаны со сверхпроникающим излучением. Сразу же после своих первых опытов эти исследователи указали на то, что некоторые из наблюденных ранее явлений могут быть просто объяснены, если предположить существовании положительных электронов. [27]
Вот уже несколько дней, как я вернулся с юга и вдобавок с гриппом, что, кстати, предоставляет мне немного свободного времени. А предстоит мне настоящая кутерьма. Завтра на 15 дней приезжает д-р Кулидж из фирмы Дженераль Электрик, 24 - 30 [ сентября ] у нас будет конференция по атомному ядру с участием Дирака, Грея, Жолио, Перрена, Оккиалини, Блоха и др., затем 1 - 3 октября мы празднуем 15-летний юбилей. А затем 5 октября я еду в Париж ( конгресс по физической химии, где мне предстоит сделать обзорный доклад) и в Брюссель на сольвеевский конгресс. Вместо того, чтобы, как обычно, [ ехать ] через Берлин, на этот раз, по легко понятным причинам, ехать придется через Лондон. [28]
В 1932 г. ученик и сотрудник Реэерфорда Чадвик открыл новую, третью по счету после электрона и протона, элементарную частицу - нейтрон. Савич - во Франции и И. В. Курчатов - в СССР. Появление нейтрона сразу же ликвидировало ряд трудностей, существовавших в физике ядра, и привело к построению протонно-нейтронной модели ядра, впервые предложенной Д. Д. Иваненко и подробно развитой несколько позднее В. Этого результата добились молодые английские физики Кокрофт и Уолтон. Другим открытием было обнаружение американским физиком Карлом Андерсоном ( и практически одновременно англичанами Блеккетом и Оккиалини) еще одной элементарной частицы - позитрона. Позитрон был обнаружен при исследовании поведения космических частиц в камере Вильсона, помещенной в сильное магнитное поле. [29]
При этом по направлению-искривления магнитным полем следов частиц можно было заключить, что примерно половина из них несет положительный заряд, а половина - отрицательный. Некоторые физики, в частности1 Андерсон и Милликен, пытаясь объяснить такой состав ливня, высказали предположение, что космические лучи производят расщепление атомных ядер на составные части, а в качестве состав - - ных частей в то время рассматривались электроны и протоны. Они обратили внимание на простейшие случаи образования ливней, или скорее вилок, из двух частиц, когда из одной точки появлялись две частицы, отклонявшиеся магнитным полем в разные стороны. Кривизна обои-х следов была иногда одинаковой, иногда разной, но в всех случаях следы практически не отличались по своей густоте. Этого никак нельзя было ожидать, если бы положительно заряженная частица была протоном. Для решения вопроса был привлечены некоторые положения теоретической физики. В 1930 г. английский теоретик Поль Дирак, занимаясь вопросами кванто-вомеханической теории электрона, пришел к выводу, что в природе должен существовать положительно заряженный электрон. Причем Дирак предсказал условия образования положительно заряженного электрона: такая частица образуется в паре с обычным электроном в процессе взаимодействия кванта электромагнитного излучения с сильным электрическим полем, которое существует в любом атоме в непосредственной близости от ядра. Блеккет и Оккиалини высказали утверждение, что обнаруженная Андерсоном положительно заряженная частица является не протоном, а положительным электроном - позитроном. [30]