134
Глава 4.
троны, синхрофазотроны, ускорители на встречных пучках. Разработаны нейтронные источники, самыми мощными из которых являются ядерные реакторы. Все это служит для того, чтобы как можно эффективнее «прозондировать» ядра атомов.
При всей сложности экспериментальных устройств метод, которым пользуются исследователи для изучения строения вещества, прост до необычайности: те или иные частицы или ядра атомов разгоняются до определенной скорости и ударяются о мишени - частицы, ядра или атомы. А потом с помощью специальных и тоже весьма сложных детекторов анализируются осколки этих мишеней. В принципе, таким же способом можно изучать строение фарфоровой посуды. Прогресс здесь состоит в том, чтобы как можно сильнее раскрутить и как можно сильнее стукнуть. Поэтому и растут мощности ускорителей. Никакой особой идеи при этом нет, на зато все полны ожидания: вдруг что-нибудь этакое новенькое получится, если, конечно стукнуть покрепче!
Хотелось бы обратить внимание на то, что сам этот метод предопределен представлениями об устройстве вещества. Логика здесь примерно следующая.
Любая масса имеет своим эквивалентом энергию, вычисляемую по формуле Эйнштейна E = те2. Поэтому массы элементарных частиц вещества оцениваются не в килограммах, а в элек-тронвольтах, т.е. в единицах энергии. Поскольку все в мире квантовано, а энергия кванта тем больше, чем короче длина волны, т. е. чем меньше расстояния, то для того, чтобы проникнуть вглубь вещества, нужно внедриться в него щупом, т. е. какой-то внешней частицей, энергия которой должна быть такой, чтобы преодолеть все энергетические барьеры. И, следовательно, чем в меньшей области по расстоянию мы хотим проникнуть, тем с большей скоростью нужно в эти области влететь.
Нимало не сомневаясь в полезности рассмотренного способа для изучения ядерных реакций, - здесь действительно получены впечатляющие результаты, позволяющие проследить превращения атомных ядер при их взаимодействии с элементарными частицами, фотонами или друг с другом, можно высказать большие
К положению в некоторых областях современной физики
135
сомнения в полезности его для изучения строения материи: получившиеся продукты распада вещества мишени вовсе не обязательно должны свидетельствовать о том, что они содержались в составе этой мишени, так как они вполне могли образоваться в результате взаимодействия влетевшей частицы и частиц, составляющих мишень.
А между тем природа при осуществлении ядерных превращений веществ каким-то образом ухитряется обойтись без высоких температуры и высоких давлений. Откуда-то ведь взялись все эти многочисленные изотопы веществ! Каким-то образом появился же в природе весь этот набор химических элементов с различными атомами, а значит, и ядрами! А ведь все произошло из водорода, из которого состоит и Солнце, и когда-то состояла Земля, оторвавшаяся от Солнца. Не происходит ли каким-то образом трансмутация элементов - превращение одних элементов в другие и в наши дни? И не существуют ли ядерные катализаторы? Но так даже нельзя ставить вопрос: не научно и неприлично. Ведь нынешние теоретики точно знают, чего нельзя, потому что этого нельзя никогда!
Попытки хоть как-то осознать ядерные процессы привели к необходимости создать ядерные модели. Одна из первых моделей составного ядра была выдвинута в 1932 г. Д.Д.Иваненко и развита Гейзенбергом. Эта многочастичная модель в дальнейшем получила полное экспериментальное подтверждение. Но поскольку сильное ядерное взаимодействие нуклонов в ядре оставалось совершенно неясным, вскоре была выдвинута идея о том, что взаимодействие нуклонов обеспечивается путем многократно повторяющихся актов испускания мезонов - короткоживущих частиц одним нуклоном и поглощением другим. Механизм этих испусканий и поглощений физикой не рассматривался. Собственно, в своей основе эти идеи сохранены до настоящего времени.
В дальнейшем выяснилось, что многочастичная квантовая система с сильными ядерными взаимодействиям, каковой являлась модель ядра, с теоретической точки зрения является исключительно трудным для анализа объектом. Трудности связаны не
