Сергей Вавилов

Глава IX

РЫЦАРЬ ДОБРОЙ СИЛЫ

Когда предки современных экспериментаторов — алхимики — в поисках «философского камня» приближались к двери, ведущей к раскрытию тайны тончайшего строения материи, они догадывались, что за этой дверью их ждет не только рецепт превращения одних веществ в другие, но и некая фантастическая сила, которая сможет причинить как добро, так и зло людям. Задумываясь над последствиями неосторожного обращения с нею, они предупреждали дальнейшие поколения ученых: «Не допускайте в ваши мастерские силу и ее рыцарей, ибо эти люди употребляют во зло священные тайны, ставя их на службу насилию».

Увы, заветы алхимиков были основательно забыты, когда физики штурмовали цитадель атома. Пожалуй, им не придали бы значения, если б их и помнили. Но в то время как большинство ученых не думало об опасностях, таящихся в микромире (и тем порой пассивно помогало злу), были и такие, кто активно и сознательно искал в нем добрую силу, способную помочь людям лучше устроить свою жизнь.

От лица таких ученых замечательный сын Франции Фредерик Жолио-Кюри, получая в 1935 году вместе со своей женой Ирен Нобелевскую премию за открытие явления искусственной радиоактивности, говорил: «Мы отдаем себе отчет в том, что ученые, которые могут создавать и разрушать элементы, способны также осуществлять ядерные реакции взрывного характера… Если удастся осуществить такие реакции в материи, то, по всей вероятности, будет высвобождена в огромных количествах полезная энергия».

Вавилов не был ученым-атомником в широком смысле. Фотоны, которые он изучал, являлись только частью необъятной области простейших частиц материи. Но он исследовал их в их взаимодействии с молекулами и атомами. Он применял законы квантовой механики, и его открытия обогащали теорию и практику науки о микромире. Он раскрывал дверь в мир могучих невидимок и заставлял их работать на человека.

Много на земле профессий, которые по самому своему характеру являются добрыми и которые хорошо совмещаются только с добрыми же людьми. Пример: врачи или учителя. Особенно много таких профессий в нашей стране.

Все открытия Сергея Ивановича, все его замечательные работы в области физической оптики раскрывали только добрые стороны микрокосма. Все они служили благу человека и ничему иному. Сергей Иванович Вавилов был настоящим рыцарем доброй силы, таящейся в недрах вещества и в световых потоках.

Даже самые, казалось бы, отвлеченные теоретические положения Вавилова в конечном счете оборачивались полезными делами практики. Хороший тому пример — история открытия явления, сейчас широко известного как «свечение Вавилова — Черенкова».

В 1932 году, когда Сергей Иванович находился уже в Ленинграде, в его лаборатории на набережной Невы стал работать молодой аспирант Павел Алексеевич Черенков. Подобно многим другим, и Черенков прошел тщательную тренировку для работы в темноте. Свой рабочий день он начинал с того, что добрый час сидел в совершенно темной комнате, ничего не делая, затем подходил к приготовленным заранее приборам и приступал к исследованиям.

Вавилов хорошо разбирался в людях и быстро выносил почти всегда безошибочные суждения о том, что может, а чего не может тот или иной сотрудник. Оценив очень скоро способности и усидчивость своего нового аспиранта, Сергей Иванович поручил ему сложное и длительное исследование люминесценции ураниловых солей под действием жестких невидимых гамма-лучей. Для юноши потянулись долгие, порой окрыляющие, но чаще полные недоумения и загадок дни опытов…

Ураниловая соль, растворенная в воде в определенной концентрации, светится под влиянием гамма-облучения. В полном соответствии с законом Вавилова — Стокса огромные гамма-кванты источника излучения (ампулы с радием) преобразуются в малые кванты видимого света.

Люминесценция налицо.

«Интересно, — рассуждал Черенков, — как она изменится, если увеличить концентрацию? А если, наоборот, разбавить раствор водой? Важна, конечно, не общая картина, а точно выраженный физический закон».

И вот, посоветовавшись с руководителем, аспирант Вавилова доводит концентрацию до некоторого максимума, затем постепенно понижает ее.

Все идет, как ожидалось: меньше растворено солей — меньшая люминесценция. Это естественно, так как холодное свечение вызывается возбуждением молекул соли, а не воды.

Наконец в растворе остаются лишь следы уранила. Теперь уж, разумеется, никакого свечения быть не может.

Но что это? Черенков не верит своим глазам.

Уранила осталась гомеопатическая доза, а свечение продолжается. Правда, очень слабое, но продолжается. В чем дело?

Черенков выливает жидкость, тщательно промывает сосуд и наливает в него дистиллированную воду. Но что это? Чистая вода светится так же, как и слабый раствор. А ведь до сих пор все были уверены, что дистиллированная вода не способна к люминесценции.

Черенков взволнован и рассказывает своему руководителю о неудачном опыте. Но Сергей Иванович тоже не знает, чем объяснить странное свечение.

— Может быть, вода все-таки не совсем чиста? Не растворяется ли в ней — пусть в самой ничтожной доле — стекло? Стекло засоряет воду, и в результате возникает этот непонятный эффект.

Вавилов советует аспиранту попробовать поставить вместо стеклянного сосуд из другого материала. Черенков берет платиновый тигель и наливает в него чистейшую воду. Под дном сосуда помещается ампула со ста четырьмя миллиграммами радия. Гамма-лучи вырываются из крошечного отверстия ампулы и, пробивая платиновое дно и слой жидкости, попадают в объектив прибора, нацеленного сверху на содержимое тигля.

Снова приспособление к темноте, снова наблюдение, и… опять непонятное свечение.

— Это не люминесценция, — твердо говорит Вавилов. — Это какое-то новое, неизвестное пока науке оптическое явление.

Вскоре всем становится ясно, что в опытах Черепкова имеют место два вида свечения. Один из них — люминесценция. Но люминесценция наблюдается лишь в концентрированных растворах. В дистиллированной воде под влиянием гамма-облучения мерцание вызывается иной причиной…

А как поведут себя иные жидкости? Может быть, дело не в воде?

Аспирант наполняет тигель различными спиртами, толуолом, другими веществами. Всего он испытывает шестнадцать чистейших жидкостей. И слабое свечение наблюдается всегда. Поразительное дело! Оно оказывается очень близким по интенсивности для всех материалов. Разница не превышает 25 процентов. Четыреххлористый углерод светится всех сильнее, изобутановый спирт — всех слабее, но так, что разница их свечений не превышает 25 процентов.

Черенков пытается погасить свечение особыми веществами, считающимися сильнейшими тушителями обычной люминесценции. Он добавляет в жидкости азотнокислое серебро, йодистый калий, анилин… Эффекта никакого. Свечение не прекращается.

По совету руководителя он нагревает жидкость. На люминесценцию это влияет сильно: она ослабевает и прекращается совсем. Но в данном случае яркость свечения нисколько не меняется. Еще одно подтверждение правоты Вавилова, что здесь какое-то особое, доныне неизвестное явление.

Какое же именно?

И вот в 1934 году в «Докладах Академии наук СССР» появляются первые два сообщения о новом виде излучения: П. А. Черенкова, излагающего подробно результаты экспериментов, и С. И. Вавилова. Руководитель высказывает предположение, что свечение вызывается не самими гамма-лучами, а свободными быстрыми электронами, возникающими при прохождении гамма-лучей в среде.

Эта точка зрения была подтверждена впоследствии. Подтвердил ее тот же Черенков, а затем и американские физики Коллинз и Рейлинг.

У таинственного свечения была установлена одна особенность: его нельзя было увидеть, став где ни попало рядом с прибором. Наблюдатель видел свечение только в пределах узкого конуса, ось которого совпадала с направлением гамма-излучения.