Беседы о рентгеновских лучах (второе издание) - Павел Власов

И все-таки не исключено, что какое-то, пусть малое, количество нейтронов имеет истинно термоядерную природу. Как бы там ни было, уже одно то, что зафиксировали и обосновали сам факт их появления, стало находкой для науки. Но для нас интересней другое. Сопутствующая им рентгеновская радиация оказалась хорошим диагностическим средством, на сей раз не медицинским, а физическим. Она помогает определить параметры плазмы, ее температуру, иными словами, поставить ей как бы диагноз. Так и говорят: диагностика плазмы.

Что касается ускорения дейтериевых ядер, то оно долго оставалось загадочным. Есть гипотеза, что у него примерно такой же механизм, каким объясняется происхождение космических лучей. Не вдаваясь в него, отметим сам факт: и здесь напоминают о себе небесные феномены. За их подобием земным — не просто внешнее сходство, но поистине внутреннее единство микро- и мегамира.

А синхротронный эффект, о котором уже говорилось?

Красноречиво уже само его название, которым он обязан ускорителям электронов. Да, он открыт на Земле как побочное явление при эксплуатации этих машин, когда они становятся генераторами мягкой рентгеновской радиации, кстати, опять-таки намного, в сотни раз, более мощными, чем рентгеновские трубки. Тот же механизм работает и в глубинах вселенной, пополняя ливни космических лучей квантами и корпускулами, которые рождаются в недрах туманностей, оставленных Сверхновыми.

Огромный огненный шар, возникающий при термоядерном взрыве, похож на Солнце тоже не только внешне. И там и тут — рентгеновское излучение. И там и тут — аналогичные физические процессы, реакции синтеза.

Когда термоядерные электростанции станут реальностью, многие из них наверняка будут сооружаться в космосе. Там уже есть в готовом виде необходимое условие их работы, которое с таким трудом достигается на дне воздушного океана, глубокий вакуум. Они окажутся рукотворными икс-объектами — источниками рентгеновской радиации, по которой, кстати, будут судить об их рабочем состоянии (диагностика плазмы).

Напоследок еще пример того, как напоминают о себе небесные явления при изучении земных.

Как известно, СССР и США прекратили испытания ядерного оружия на поверхности Земли и в атмосфере, подписав договор, к которому потом присоединились и другие страны. Проверять, как выполняется соглашение, помогали специальные патрульные спутники с соответствующими детекторами. Регистрировалась ими и гамма-радиация, которой выдают себя ядерные взрывы, если они не подземные.

И вдруг сюрприз: обнаружились сильные ее ливни, идущие не снизу, с Земли, а сверху, с космоса. Кратковременные, периодически повторяющиеся всплески, не имеющие отношения ни к Земле, ни к Солнцу. Позже установили, что они наблюдаются и в рентгеновском диапазоне, причем по всему небу, вне прямой связи с хорошо известными икс-объектами. Так был открыт диффузный рентгеновский фон вселенной, который доныне остается загадкой. Одни полагают, что жесткое незримое излучение идет не из нашей, а из чужих галактик, другие — наоборот, третьи — что оно порождается межгалактическим газом…

Ученые спорят, расходясь в большом и малом, но все согласны в одном. Сделано новое многообещающее открытие, одно из важнейших для современной астрономии. Впрочем, только ли для нее? Разве она развивается изолированно, сама по себе? Нет, бок о бок с другими областями знаний, притом уверенно идет вперед, и не где-то «в обозе», а в авангарде научно-технической революции, развернувшейся за послевоенные десятилетия.

Посмотрите, какими были и какими стали лидеры естествознания. В XVI–XVII веках — механика земных и небесных тел, а в связи с ней и математика.

В XIX столетии — химия, физика, биология. В первой половине XX века физика. А сейчас?

Их стало пятеро. Правда, по-прежнему первой называют обычную физику. Но вместе с ней — химию, биологию, кибернетику, космологию. Последним упомянуто учение о вселенной, которое ныне связано уже не только с теоретическим исследованием, но и практическим освоением в эпоху космонавтики. Как видно, и астрономии, в частности рентгеновской, принадлежит здесь почетное место в кругах, близких к одному из лидеров.

Симптоматично, что за последние 15 лет она опередила физику по числу первостепенно важных открытий, равноценных по своему значению. Актив астрономии пополнили, например, рентгеновские звезды, пульсары, реликтовое излучение.

С рентгеновской радиацией связаны многие завоевания и физики, и химии, и биологии, и космологии, четырех из пяти лидирующих наук. Говорят, что в недалеком будущем первой среди первых может стать биология. Но она набирает темп потому, что в нее глубоко внедрились физика и химия. Стало быть, и здесь свою роль сыграли и еще сыграют те самые икс-лучи, открытием которых В. Рентген «больше, чем кто-либо из современников, способствовал созданию новой физики нашего столетия».

Как солидный профессор университета подверг себя добровольному затворничеству на 50 суток, с юношеским жаром поддавшись лихорадке «езды в незнаемое»

— А чем, собственно, таким уж сверхнеобыкновенным сумел себя прославить В. Рентген, за что ему такая честь? Случайно получил первым икс-лучи в своих трубках?

— Не «получил первым», а открыл первым то, что и до него получали, но проглядели сонмы исследователей. Во-вторых, не в «своих» трубках, а в «чужих» — круксовых, которые тогда всюду продавались и широко использовались. В-третьих, нельзя сказать «сумел себя прославить», ибо он не гнался ни за сенсацией, ни за рекламой. В-четвертых, открытую им радиацию везде и всегда называл только икс-лучами, а его имя ей присвоили другие. Точно так же, как и трубкам, сконструированным специально для ее получения. Наконец, последнее — последнее по порядку, но не по важности: случайно ли?

…Все началось поздно вечером 8 ноября 1895 года.

Пожелав жене спокойной ночи, В. Рентген спустился вниз немного поработать перед сном. Время летело быстро. Лишь когда настенные часы пробили одиннадцать, он почувствовал неодолимую усталость. На сегодня, пожалуй, хватит. Потушил лампу — и вдруг…

Мираж?

Казалось, будто в темную комнату сквозь щель в задернутых шторах пробился лунный зайчик. Но откуда, если небо давно уже сплошь затянуто тучами? Между тем на столе разливалось призрачное зеленоватое сияние. Оно исходило от стеклянной баночки с кристалликами платиносинеродистого бария. Он способен флоуресцировать: попав, скажем, под солнечные лучи, начинает источать красивое лунное свечение, которое, однако, через доли секунды прекращается, как только соль снова оказывается в темноте. А здесь оно почему-то не гаснет. Быть может… Нет, от лабораторной лампы ничего подобного не бывает.

В. Рентген в волнении оглядывается. Как это он не заметил сразу: круксова трубка под напряжением. Вот что значит переутомление: забыл выключить. Щелчок рубильника, и миража как не бывало. Ученый снова включает прибор. И опять волшебное зеленоватое мерцание. Неужели трубка? Но она так далеко от кристаллов — в полутора метрах! Да еще под светонепроницаемым колпаком из картона, плотным, без щелей.

В. Рентген, разумеется, прекрасно знает то, что давно известно всем коллегам: она порождает катодные лучи, а те заставляют светиться ее стеклянную стенку.

В. Рентгену и невдомек, что эти лучи — потоки электронов. Срываясь с металлического катода, они устремляются к металлическому же аноду. Разгоняет их в герметически запаянном баллончике, откуда откачали газ, электрическое поле высокого напряжения, подведенное извне. Налетая с большой скоростью на тонкую стенку колбочки, они дают световое пятно. Но вырваться наружу и заставить мерцать платиносинеродистый барий на расстоянии в полтора метра они не могут.

Общеизвестно теперь и другое. Ударяясь в металл, они тормозятся его атомами. В процессе этого взаимодействия как раз и генерируется невидимая радиация принципиально иного рода — рентгеновская.

А она способна пройти и сквозь стекло, и через многометровый слой воздуха, чтобы вызвать мерцание люминофора.

Но все это станет известно потом, много позже.

А тогда еще не сформулировано понятие «электрон». Оно появится лишь через несколько лет, мало того, будет подвергнуто остракизму самим В. Рентгеном. Но тем поразительнее догадка вюрцбургского профессора, которую смело можно назвать гениальной.

Если не катодные лучи, значит, какие-то иные, пока никому не ведомые? В. Рентген отлично осведомлен о том, что сделано коллегами, его современниками и предшественниками. Сколько умелых рук держало катодную трубку за 40 лет с тех пор, как она изобретена!

Ее применяли исследователи, совершенствовали конструкторы, им несть числа. Среди знаменитых — немец И. Гитторф, который еще в 1869 году наблюдал и описал катодные лучи, положив начало их изучению.