«21 апреля 1932 г.
Дорогой Бор!
Мне было очень приятно услышать о всех вас от Фаулера, когда он вернулся в Кембридж, и узнать о замечательной встрече старых друзей. Я с интересом узнал о вашей теории нейтрона. Я познакомился с ней в очень удачном изложении научного обозревателя «Манчестер Гардиан» Кроузера, человека вполне квалифицированного в этих вопросах. Я очень рад, что вы благожелательно относитесь к нейтрону. Я считаю, что данные в его пользу, полученные к настоящему времени Чэдвиком и другими, в существенном исчерпывающе полны. Остаётся ещё спорный вопрос о том, в какой степени производимая ионизация (или ионизация, которая могла бы производиться) может объяснить поглощение, если пренебречь столкновениями с ядрами.
Беда не приходит одна, и у меня есть для вас ещё интересные новости, краткое сообщение о которых должно появиться в «Nature» на следующей неделе. Вы знаете, что у нас есть лаборатория высоких напряжений, где устойчивое постоянное напряжение может быть доведено до 600 000 вольт и выше. Там недавно исследовались эффекты бомбардировки лёгких элементов протонами. Протоны падали на поверхность материала, расположенную под 45° к оси трубки, а вызываемые ими эффекты наблюдались сбоку сцинтилляционным методом — экран из сернистого цинка был покрыт достаточно толстым слоем слюды, чтобы задержать протоны. В случае лития наблюдались яркие сцинтилляции, начиная примерно с 125 000 вольт, которые быстро нарастали с ростом напряжения вплоть до многих сотен в минуту при значениях протонного тока в несколько миллиампер, α-частицы, по-видимому, имели определённую длину пробега, практически не зависимую от напряжения и равную в воздухе около 8 см. Самое простое предположение, которое можно было сделать, состояло в том, что литий-7, захватывая протон, разламывается и при этом испускает пару обычных α-частиц. Принимая эту точку зрения, можно показать, что полное значение высвобождаемой энергии составляет около 16 млн. электронвольт, и это даёт правильный порядок для происходящих изменений в массах, если допустить справедливость закона сохранения энергии.
Позже будут поставлены специальные опыты, чтобы проверить природу частиц, но по яркости сцинтилляций и следам в камере Вильсона представляется весьма вероятным, что это α-частицы. В опытах, проведённых в самые последние дни, аналогичные эффекты наблюдались у бора и фтора, однако пробег частиц меньше, хотя они также похожи на α-частицы. Возможно, бор-11 захватывает протон и раскалывается на три α-частицы, тогда как фтор разламывается на кислород и α-частицу. Баланс энергии находится примерно в соответствии с этими выводами. Я не сомневаюсь, что вас очень заинтересуют эти новые результаты, которые мы надеемся в ближайшем будущем расширить.
Совершенно ясно, что α-частица, нейтрон и протон, по-видимому, будут вызывать различные типы расщепления, и возможно, что очень показательно то, что до сих пор наблюдались результаты только для 4𝑛+З элементов. Всё выглядит так, как будто добавление четвёртого протона ведёт к немедленному образованию α-частицы и последующему распаду. Я думаю тем не менее, что вопрос в целом скорее следует рассматривать в виде единого процесса, чем в виде отдельных ступеней.
Не могу не радоваться тому, что силы и деньги, затраченные на создание высоких напряжений, вознаграждены вполне определёнными и интересными результатами. Фактически они должны были наблюдать эти эффекты на год или что-нибудь вроде этого раньше, но избрали неправильное направление. Вы легко можете представить себе, какие широкие горизонты открывают эти результаты для исследования превращений вообще.
У нас дома всё благополучно, завтра я начинаю лекции. С наилучшими пожеланиями Вам и миссис Бор
Всегда Ваш Резерфорд.
Р. S. Бериллий обнаруживает некоторые странные явления, но это ещё нужно выяснить. Возможно, я буду рассказывать об этих экспериментах на заседании Королевского общества, посвящённого ядрам во вторник 25 апреля».
Конечно, читая это письмо, нужно иметь в виду, что во время моих поездок в Кембридж я познакомился с ходом всех работ в Кавендишской лаборатории, так что Резерфорду не было необходимости указывать на деятельность отдельных его сотрудников. Это письмо представляет собой непосредственное выражение его бурной радости за крупные успехи тех лет и его страстное желание выяснить все их следствия.
XI
Как подлинный исследователь, Резерфорд никогда не полагался на одну интуицию, как бы далеко она его ни вела, а всегда искал новые источники познания, которые могли бы привести к неожиданным результатам. Так и в Кембридже Резерфорд и его сотрудники продолжали весьма энергично и на всё более совершенной аппаратуре исследования по процессам α- и β-распадов. Важная работа Резерфорда и Эллиса па изучению спектров β-излучения предоставила возможность отчётливо различать между внутриядерными явлениями и взаимодействием β-частиц системой внешних электронов; это в свою очередь привело к выяснению механизма внутренней конверсии.
Кроме того, обнаруженное Эллисом непрерывное распределение электронов, непосредственно выброшенных из ядра, по энергетическому спектру поставило весьма загадочный вопрос о сохранении энергии; в конце концов ответ на этот вопрос был дан смелой гипотезой Паули об одновременном испускании нейтрино; эта гипотеза явилась предпосылкой для остроумной теории β-распада, разработанной Ферми.
Значительное увеличение точности измерений спектра α-излучения, достигнутое Резерфордом, Винн-Уильямсом и другими, позволило пролить больший свет на тонкую структуру этих спектров и их связь с энергетическими уровнями остаточного ядра, образующегося после α-распада. Особым событием на ранней стадии этих исследований было открытие захвата электронов α-излучением: это явление вслед за тем, как его впервые в 1922 г. наблюдал Гендерсон, было тщательно изучено Резерфордом в одной из его самых блестящих работ. Сейчас все знают, что эта работа, в которой содержалось много сведений о процессе электронного захвата, вновь привлекла к себе внимание несколько лет спустя после смерти Резерфорда — это произошло после открытия процессов деления тяжёлых ядер под действием нейтронов, когда на первый план выступил вопрос о прохождении ядерных осколков с большими зарядами через вещество, для которого доминирующей особенностью является захват электрона.
Заметный прогресс как с точки зрения общей перспективы, так и с точки зрения развития экспериментальной техники был обусловлен открытием так называемой искусственной β-радиоактивности, сделанным в 1933 г. Фредериком Жолио-Кюри и Ирен Кюри; это явление связана с ядерными превращениями, вызванными бомбардировкой α-частицами. Едва ли есть необходимость напоминать, как блестящими систематическими исследованиями Энрико Ферми по ядерным превращениям, вызываемым нейтронами, были обнаружены радиоактивные изотопы у большого числа элементов; кроме того, было получено большое количество информации, касающейся ядерных процессов, вызываемых захватом медленных нейтронов. Стоит особенно отметить, что продолжавшееся изучение этих процессов позволило выявить наиболее замечательные резонансные явления с остротой резонанса, намного превосходящей остроту пиков в сечениях реакций, вызываемых α-частицами и наблюдавшихся впервые Позе; объяснение этого явления на основе модели потенциальной ямы было дано Гэрни, а Гамов сразу же обратил на него внимание Резерфорда.
Уже наблюдения Блеккета, выполненные с помощью автоматической камеры Вильсона, показали, что во всех процессах, изученных в оригинальных опытах Резерфорда по искусственному расщеплению ядер, падающие α-частицы остаются в соединении с остаточным ядром, образующимся после вылета протона. Сейчас известно, что все типы ядерных превращений, охватывающих широкий интервал энергий, происходят двумя чётко выраженными ступенями. Первая из этих ступеней — образование относительно долго живущего составного ядра, а вторая — высвобождение энергии возбуждения ядра в процессе конкуренции между различными возможными способами распада и возможными процессами излучения. Эта точка зрения, к которой Резерфорд проявил самый живой интерес, была темой последнего курса лекций, который по приглашению Резерфорда я прочёл в Кавендишской лаборатории в 1936 г.
