Ядерная физика в начале 30-х годов за рубежом и в России

Радиоактивность открывала новые возможности для изучения строения атома. После открытия Резерфордом и Содди радиоактивного распада стало очевидным, что атом не является неделимым. В 1911 г. Резерфорд выдвинул идею, что у атома имеется ядро, в котором сосредоточена его основная масса. Восемью годами позднее ему удалось за счет бомбардировки ядер азота альфа-частицами превратить их в ядра кислорода. Впервые было осуществлено искусственное превращение ядер и тем самым начат новый этап исследования атомной структуры - путем бомбардировки ядер частицами. До 1917 г. русские физики не проводили серьезных исследований в области радиоактивности [ 29 ].

В декабре 1919 г. Д.С. Рождественский , директор только что созданного ГОИ (Государственного оптического института), выступил с сообщением о работе, выполненной им в области изучения сложных атомов методом спектрального анализа. Это была первая выдающаяся российская работа в области строения атомов, и в Петрограде тяжелых военных лет она вызвала воодушевление [ 30 ]. Рождественский попросил у Луначарского разрешения отправить Эренфесту и Лоренцу в Лейден радиограмму о выполненной им работе. К своему большому огорчению, позже он узнал, что такие исследования уже были проведены западными физиками [ 31 ]. За докладом Рождественского последовало создание комиссии по изучению теоретических проблем строения атомов, но ничего более значительного это за собой не повлекло [ 32 ].

Интерес к ядерной физике резко усилился в Советском Союзе после нескольких важных открытий 1932 г. [ 33 ]. В этом году было сделано несколько важных открытий. Джеймс Чедвик в Кавендишской лаборатории открыл нейтрон . Джон Кокрофт и Е.Т.С. Уолтон , тоже сотрудники Кавендишской лаборатории, расщепили ядро лития на две альфа-частицы [ 34 ].

Определенное отношение к проведению этого эксперимента имел Георгий Гамов , входивший в штат сотрудников Радиевого института . В 1928 г. он развил на основе новой квантовой механики теорию альфа-распада. Из нее следовало, что частицы со сравнительно небольшой энергией могут за счет туннельного эффекта проникнуть сквозь кулоновский барьер, окружающий ядро, а потому имеет смысл построить установку, которая могла бы разогнать частицы до нескольких сотен тысяч электрон-вольт (кэВ), не дожидаясь того времени, когда их энергии могут достигнуть величины в десятки миллионов электрон- вольт (МэВ). Кокрофт и Уолтон приняли это предложение [ 35 ] и построили аппарат, способный ускорять протоны до энергии в 500 кэВ, которые они использовали для расщепления ядра лития. В том же году Эрнест Лоренс в Беркли использовал новое устройство, которое он изобрел,- циклотрон для ускорения протонов до энергии в 1,2 МэВ. В Калифорнийском технологическом институте Карл Андерсон идентифицировал положительный электрон, или позитрон . Гарольд Юри из Колумбийского университета открыл изотоп водорода с атомной массой 2 - дейтерий .

Советские ученые с большим энтузиазмом встретили известие об открытиях, сделанных в 1932 г. Они внимательно следили за тем, что делалось на Западе, и быстро откликались на эти новые достижения.

Дмитрий Иваненко , теоретик из ЛФТИ Иоффе, выдвинул новую модель атомного ядра, включив в нее нейтроны [ 36 ].

В УФТИ (Украинском физико-техническом институте) группа физиков повторила опыт Кокрофта и Уолтона еще до конца 1932 г. В том же году в Радиевом институте решили построить циклотрон, а Вернадский, хотя и безуспешно, пытался заручиться поддержкой для кардинального расширения института [ 37 ].

Ссылки: