Чтение онлайн

его теперь называют, позитроном. Это была первая обнаруженная человеком частица

из антимира. Ее открытие было бы крайне затруднительно без сильного магнитного

поля, без мощного магнита. Так, академик Д.В.Скобельцын, напавший на след

позитрона гораздо раньше Андерсона, упустил его, поскольку магнит Скобельцына

давал поле лишь 0,3 Тл.

Камера Вильсона была незаменимым лабораторным устройством до тех пор, пока

энергии (скорости) излучаемых в ней частиц были относительно невелики. Но в 50-х

годах в СССР, США и других странах вступили в строй гигантские ускорители,

способные сообщать частицам колоссальную скорость. Энергия частиц была при этом

столь велика, что они беспрепятственно пронизывали камеру Вильсона и почти не

отклонялись магнитным полем. Это и не удивительно — камера Вильсона заполнена

газом, почти не представляющим собой преграды для частиц. Частицы столь больших

энергий необходимо было исследовать по-другому.

Камеру Вильсона Капица "доделал" основательно, но резервы ее улучшения уже

иссякали. В 1948 г. Нобелевскую премию получил П.Блэкетт, который пристроил к

камере Вильсона множество счетчиков элементарных частиц, которые при

необходимости включали камеру и отключали ее, когда она простаивала без дела. Но

гораздо более серьезное предложение сделал американец, физик Дональд Глезер,

ученик Андерсона. И если Андерсон открыл позитрон-антиэлектрон, то заслуга

Глезера была не меньше: он открыл "антикамеру Вильсона" — пузырьковую камеру.

Поучительна история этого открытия. Поучительна потому, что она еще раз

убедительно показывает, что человек, одержимый какой-то идеей, способен видеть в

известных вещах только ему одному понятные явления, улавливать лишь для него

очевидные ассоциации, приводящие в конце концов к открытию.

Дональд Глезер в течение долгого времени мучительно искал материал, твердый или

жидкий, находящийся в таком неустойчивом равновесии, которое могла бы нарушить

даже одна-единственная атомная частица. В этом случае частица, непредставимо

эфемерная, могла бы оставить за собой видимый глазом след, который состоял бы,

например, из пузырьков испарившейся жидкости. Временами Глезер терял надежду —

слишком ничтожной казалась вероятность испарить энергией единственной частицы

заметное количество жидкости.

Однажды Глезеру попалась на глаза тридцатилетней давности статья Кенрика,

Гильберта и Визмера о "странной жидкости" — диэтиловом эфире, нагретом до

140 °C. "Странность" жидкости заключалась в том, что при этой температуре

она обязательно бурно вскипала, однако всегда через различные промежутки

времени. Проведя тридцать экспериментов, авторы убедились в том, что промежутки

времени перед вскипанием этой "капризной" жидкости образовывали ряд,

соответствующий закону случайных событий.

Глезер засел за расчеты, которые показали, что частота вскипания жидкости в

точности соответствует возможности попадания в колбу космических лучей, т. е.

отдельных атомных частиц с высокой энергией. Так была открыта первая жидкость,

пригодная для использования в пузырьковой камере, за создание которой Глезер

получил в 1960 г. Нобелевскую премию.

Пузырьковая камера действительно может быть названа "антикамерой Вильсона": если

в камере Вильсона след частицы составлен капельками жидкости, осевшими на

ионизированных атомах, то в пузырьковой камере, наоборот, след состоит из

пузырьков газа, образовавшихся в исходной жидкости за счет тепла, выделенного

при образовании заряженных ионов. В пузырьковой камере применяют органические

жидкости или ожиженные газы. Первая лабораторная модель камеры была с наперсток.

Сегодня полезные объемы пузырьковых камер различны — от нескольких долей литра

до нескольких сот литров. Различаются и магниты, используемые с этими камерами.

Для советской фреоновой камеры диаметром 115 см и глубиной 50 с изготовлен

магнит с полем 2,65 Тл и массой 72 т.

Существуют еще более крупные камеры и магниты. В США построена, например,

жидководородная пузырьковая камера объемом 600 л. В Советском Союзе, в Дубне

пущена крупнейшая в мире пропановая камера диаметром 2 м. Эта камера установлена

на одном из антипротонных каналов дубнинского синхрофазотрона.

Довольно крупная жидководородная камера диаметром около 5 м "Мирабель"

установлена в Протвино на Серпуховском ускорителе для фиксации последствий удара

протонов, ускоренных до 76 ГэВ, в ядро-протон атома водорода. Именно камеры

такого типа дают две трети всей новой информации об элементарных частицах,

поэтому нет ничего удивительного в готовности физиков идти на любые расходы по

созданию магнито-жидководородных регистраторов. "Мирабель", например, выглядит

трехэтажной башней, в центре которой расположена камера, окруженная сложными

инженерными сооружениями, куда входит магнит, ожижитель водорода (-246 °C!),

системы автоматического управления режимами и измерений. Полученная информация

использовалась для совместной работы советских ученых и физиков из Французского

центра ядерных исследований в Саклэ.

В последнее время для создания пузырьковых камер, особенно больших, широко

используют сверхпроводниковые магниты. Это позволяет резко снизить размеры,

массу и энергопотребление магнитной системы. В недалеком будущем такие системы,

по-видимому, будут обходиться и дешевле обычных.

И вновь рассказ про П.Л.Капицу; про "открытого" им физика, в свою очередь

сделавшего открытие, связанное с электромагнетизмом электронов.

О применении магнетизма можно рассказывать много, но никак нельзя умолчать об