Когда фотон встречает электрон. Фейнман. Квантовая электродинамика

Чтобы начать блистать, Фейнману нужен был наставник уровня Бете. Самый главный урок, который последний дал ему, заключался в требовании, чтобы любой теоретический расчет содержал какие-то числа и величины, которые можно было бы сравнить с экспериментальными результатами. Этим принципом Фейнман будет руководствоваться до конца своей деятельности.

В итоге два года неистовой работы принесли огромные результаты. В письме 2 марта 1945 года Ричард рассказывал Арлин, как он лег спать в пять часов утра, а в девять часов тридцать минут был уже на ногах и прекрасно выспавшимся. Достижения Фейнмана были многочисленны и разнообразны: прежде всего, он разработал метод решения дифференциальных уравнений третьего порядка. Затем, вместе с Бете, он вывел формулу для оценки эффективности ядерного оружия. Он также работал над проблемой распространения быстрых нейтронов, вызывающих деление урана-235. Наконец, в течение последних месяцев перед первым испытанием ему поручили заниматься расчетами для сборки бомбы из плутония: если испытание «Тринити» было успешным, то во многом благодаря Фейнману, который руководил командой, занимавшейся окончательными расчетами при помощи электромеханических вычислительных машин, предоставленных IBM.

Если кто-то показывал ему физический парадокс, карточный фокус или что-то иное, он не спал до тех пор, пока не находил этому решение.

Комментарий Теда Уэлтона, друга Фейнмана, который тоже работал в Лос-Аламосе

Все в Лос-Аламосе были впечатлены способностями этого молодого физика. А тем временем, в 160 километрах отсюда, состояние Арлин ухудшалось.

Конференция в Лос-Аламосе в рамках проекта «Манхэттен». Первый ряд: Энрико Ферми (второй справа). Второй ряд: Роберт Оппенгеймер (третий справа) и, слева от него, Ричард Фейнман.

Роберт Оппенгеймер (его левая нога опирается на груду обломков) и генерал Лесли Гровс(справа от него) на нулевой отметке после испытания «Тринити».

Ричард пишет ей, чтобы извиниться, 6 июня 1945 года. Каждая строчка его письма свидетельствует о мучительном чувстве вины.

«Моя дорогая жена,

Я всегда слишком медлительный. Из-за меня ты часто чувствуешь себя несчастной, потому что я трачу слишком много времени на поиски ответов. Теперь я тебя понимаю. И я сделаю тебя счастливой... Наконец, я осознал, как ты страдала... Этот ужасный период в прошлом, ты поправишься. Пусть ты и не веришь, но я в этом точно убежден... Я сожалею, что бросил тебя, что не стал опорой, в которой ты так нуждалась. Отныне я тот мужчина, на которого ты можешь рассчитывать и которому ты можешь верить. Распоряжайся мной как хочешь. Я твой муж. Я люблю женщину с большой буквы, терпеливую женщину. Прости меня. Я твой муж. Я люблю тебя».

Это было последнее письмо, которое Арлин получила от своего мужа. Она умерла 16 июня в 21.20. На следующий день Фейнман был занят организацией похорон и вернулся в Лос-Аламос поздно ночью. В его комнате что-то праздновали, он сел на стул с изможденным видом. На следующий день коллеги спросили Фейнмана, что произошло, и он ответил: «Она умерла. Где программа расчетов?» Он не хотел ни соболезнований, ни слез. Среди своих бумаг Ричард нашел блокнот, в котором он записывал ход болезни своей жены. Взяв его в руки, он написал: «16 июня — смерть». Фейнман хотел снова взяться за работу, но Бете отправил его в долгий отпуск к семье, в Фар- Рокуэй.

Ричард несколько недель оставался у родителей, пока шифрованная телеграмма не заставила его вновь присоединиться к программе. Он вылетел из Нью-Йорка в Альбукерке и прибыл в пункт назначения 15 июля в полдень. Военная машина привезла Фейнмана к Бете. Времени было только на то, чтобы сесть в автобус, доставивший его в долину Джордана дель Муэрто, более известную с тех пор, как на ней появилась так называемая нулевая отметка.

Глава 3

Квантовая электродинамика: КЭД

В период после Второй мировой войны теоретическая физика переживает один из самых больших кризисов в своей истории. Теория, описывающая взаимодействие между фотонами и электронами, квантовая электродинамика (КЭД), порождает бесконечные величины в расчетах, и никто не знает, что с ними делать. Решение проблемы найдет Фейнман, и это принесет ему Нобелевскую премию.

Ричард Фейнман покинул Лос-Аламос в октябре 1945 года. Работа, которую он провел, принесла ему известность среди американских физиков. Двумя годами ранее Оппенгеймер написал директору департамента физики университета Беркли, рекомендуя ему предложить место Фейнману, так как это был «без всякого сомнения, самый блестящий физик, который у нас есть». Переговоры были сложными, и окончательное предложение поступило Фейнману летом 1945 года. «Никто никогда не отклонял приглашений с нашей стороны», — с гордостью заявил директор. Однако Ричард Фейнман его отклонил.

Фейнман был влюблен в стиль Бете и желал примкнуть к нему и к его исследовательской группе, которую тот создал в Корнелле. Оппенгеймер знал, что в скором времени он получит множество предложений о работе и, как всегда, оказался прав. Менее чем через год Фейнман получил большое количество приглашений, но он их все отклонил: он хотел стать участником группы Бете. Вместе с тем на душе у него становилось нехорошо: он начинал осознавать смерть Арлин. В первый раз Ричард признался себе в этом, когда прогуливался по городу Ноксвилл штата Теннесси. Фейнман был направлен туда, чтобы обеспечить технику безопасности в лаборатории Оук-Ридж, занимавшейся обогащением урана:

«Я шел вдоль витрин больших магазинов, которые предлагали красивые платья, и размышлял, какие из них понравились бы Арлин. Это было слишком тяжело для меня».

Фейнман начинает плакать в первый раз. Его отношения с матерью были испорчены после того, как она выступила против его брака. Перебравшись жить в Итаку, где находился Корнелльский университет, он даже не посетил ее. Тем временем Люсиль начинает понимать, какую боль она ему причинила, и отправляет ему полное нежности письмо, письмо матери, которая замечает, что теряет своего сына:

«Что происходит между тобой и твоей семьей? Что тебя отдалило? Мое сердце тоскует по тебе. [...] Это, наверное, моя вина. [...] Ты нужен мне. Я люблю тебя. Я никогда не опущу руки. Даже сама смерть не может разбить то, что нас соединяет. [...] Мой дорогой, о мой дорогой, что еще а могу сказать тебе? Я тебя обожаю и буду обожать всегда».

Джулиан Швингер

Родившийся в Нью-Йорке, Джулиан Швингер (1918-1994) рано увлекся наукой. Но, в отличие от Фейнмана, он знал, где раздобыть учебники по математике и физике: у букинистов, между 4-й и 5-й Авеню. В возрасте 14 лет Джулиан поступает в Городской колледж Нью-Йорка, где его наставником становится первооткрыватель ядерного магнитного резонанса Исидор Айзек Раби. Последний никогда не упускал случая рассказать о том, как он познакомился со Швингером: однажды Раби зашел в свой кабинет и увидел там молодого человека, который, вскочив, начал излагать идею, пришедшую ему в голову, о парадоксе Эйнштейна — Подольского — Розена в квантовой механике. Швингер редко посещает занятия и проводит все свое время, обычно по ночам, за изучением квантовой физики; поэтому нет ничего удивительного в том, что совет университета оказывается недоволен его поведением. Исидор Раби помогает своему ученику отправить его документы в Колумбийский университет. После того как перевод совершен, любимым развлечением Раби станут звонки профессорам Швингера с целью заставить их преодолеть свой страх и завалить его на экзаменах: «Кто ты? Человек или мышь? Поставь ему F (в англо-саксонских университетах F является самой низкой оценкой. — Ред.)», — скажет он однажды профессору химии. Он знает, что такая оценка будет терзать того больше, чем Швингера.