Чарльз Вильсон – Левенгук мира атомных частиц. Продолжение.

Когда в апреле 1911 года в журнале «Труды Королевского общества» появилась небольшая, всего в три страницы, заметка Вильсона, озаглавленная «Метод, позволяющий сделать видимыми траектории ионизирующих частиц в газе», она произвела настоящий фурор. Трудно было поверить в чудо, что можно наблюдать за поведением частиц, которые в миллион миллионов раз меньше сантиметра. Но две фотографии, на одной из которых были видны беспорядочные капельки тумана, образованного в камере рентгеновскими лучами, а на другой — тонкие линии, следы пролета альфа-частиц, доказали реальность этого чуда.

Через год в том же журнале появилась новая статья Вильсона, в которой во всех подробностях рассказывалось о методике получения следов частиц, о конструкции камеры и т. д. Но самым убедительным здесь были 19 снимков альфа-частиц в различных ракурсах. Приведенный в статье схематический чертеж камеры теперь воспроизводится почти во всех учебниках и книгах по ядерной физике, а сам прибор хранится в Научном музее в Лондоне.

Позднее Вильсон вспоминал: «К 1910 году я начал ставить эксперименты с целью повысить ценность конденсационного метода. За годы, прошедшие после моих первых опытов, идея о корпускулярной природе альфа- и бета-лучей стала значительно более определенной, и я подумал, что если сконденсировать капли воды на ионах, образуемых ионизирующей частицей, то удастся увидеть и сфотографировать ее след.

Потребовалось немало времени на то, чтобы создать наиболее удачную конструкцию камеры и найти эффективный способ освещения. Весной 1911 года эксперименты еще не были завершены, но мне хотелось получить хотя бы какое-нибудь подтверждение возможности увидеть следы даже с той грубой аппаратурой, которой я в то время располагал. Первые опыты были проведены с рентгеновскими лучами. Произведя соответствующее расширение, я пришел в неописуемый восторг, когда увидел, как камера наполнилась маленькими клубками и нитям и тумана — следами электронов, образованных рентгеновскими лучами. Затем я ввел внутрь камеры металлическую мглу, на кончике которой было немного радия, и сразу же возникло восхитительное зрелище; туман, сконденсированный вдоль следов альфа-частиц. Если же вблизи камеры размещался подходящий источник, то в ней можно было видеть длинные нитевидные следы быстрых бета-частиц».

Выдающееся открытие Вильсона повсеместно имело шумный успех. Э. Резерфорд позднее рассказывал: «Это было замечательное достижение, позволившее увидеть во всех деталях то, что происходит с частицами, когда они пролетают через газ. Каждый, кто обладает хоть каким-то воображением, при виде стереофотографий альфа-частиц, протонов или электронов не может не восхищаться совершенством, с которым зарегистрированы все подробности их коротких, но полных драматических событий жизней. Камера Вильсона стала бесценным помощником в самых разнообразных исследованиях. Этот прибор является в некотором роде высшим кассационным судом в физике, которому экспериментатор может полностью довериться. Ни один человек, наделенный самым ярким талантом научного предвидения, не смог бы предсказать всех способностей этого прибора, обладающего столь исключительным могуществом и неисчерпаемыми возможностями».

Эти слова оказались пророческими. За свою полувековую историю камера Вильсона позволила не только изучить свойства тех частиц, которые назвал Резерфорд, но и открыть множество новых: она дала возможность физикам даже заглянуть в «антимир». Возможности камеры Вильсона значительно возрастают, если ее поместить в магнитное поле. Поле искривляет траекторию заряженной частицы, и по кривизне следа можно определить импульс частицы, знак ее заряда и другие характеристики. Впервые этот метод разработали русские физики П. Л. Капица и Д. В. Скобельцын. Первый из них поместил камеру в мощное импульсное поле, второй — в постоянное. Этот метод позволил Д. В. Скобельцыну выяснить истинную природу космических лучей.

Истинное счастье для ученого — видеть плоды своих трудов. Это счастье в полной мере вкусил Вильсон. Он прожил долгую жизнь и был свидетелем — нет, не свидетелем, а участником — грандиозных побед физики XX века.

В 1934 году, когда ему исполнилось 65 лет, Вильсон ушел в отставку с поста профессора, вскоре покинул Кембридж и вернулся в столь милую его сердцу Шотландию. Он поселился сначала в Эдинбурге, а затем, уже 90-летним стариком, переехал с семьей в деревню Карлопс, неподалеку от фермы, на которой он родился и провел раннее детство.

Но и в отставке Вильсон продолжал трудиться. У него накопилась масса материала — опубликованного и главным образом неопубликованного — по возникновению атмосферного электричества во время грозы. Он давно вынашивал идею теоретического обобщения всего этого богатства. И вот в 1956 году Вильсон закончил работу, суммировавшую итоги его более чем 60-летних исследований. В августе того же года статья появилась в печати — 20 страниц четко аргументированных выводов. Эта работа по сей день остается классическим трудом по теории электричества грозовых облаков.

До самого конца Вильсон сохранил острый взгляд, ясный мозг, быструю походку, юное сердце, спокойный характер и редкую скромность. Когда на его 90-летие — в феврале 1959 года, за несколько месяцев до кончины, — в Карлопс съехались ученые из различных стран, это явилось полной неожиданностью для местных жителей: они и не подозревали, что рядом с ними живет человек, имя которого известно во всем мире.

Человечество будет всегда помнить о замечательном ученом, талантливом экспериментаторе Ч. Т. Р. Вильсоне, создавшем, по выражению Резерфорда, «самый удивительный прибор в истории науки».

Автор: И. Беккерман.