Чтение онлайн

В сентябре 1950 года Бруно с женой и тремя их маленькими детьми отправились в отпуск в Италию, а затем исчезли. Примерно через месяц правительство Великобритании было вынуждено признать, что один из ведущих ядерных физиков страны, скорее всего, сбежал в Советский Союз. Эта новость тут же оказалась на первых полосах британских газет116.

Люди, которым довелось жить в то непростое время, помнят, как Понтекорво называли шпионом. Общественное мнение эпохи холодной войны объединило его в одну шайку с Клаусом Фуксом, а также Юлиусом и Этель Розенбергами (последние были приговорены в США к смертной казни примерно через шесть месяцев после побега Понтекорво), Кимом Филби и другими советскими агентами. После вынесения приговора Розенбергам журнал Time опубликовал статью под названием «Шпионы: хуже, чем убийство», в которой объявил Понтекорво одним из членов «ближнего круга» зловещих злоумышленников и объяснил, насколько хорошо его предполагаемые преступления (доказательств которых в статье приведено не было) укладываются в общую картину глобального коммунистического заговора.

С тех пор так и не появилось никаких новых фактов, доказывающих, что Понтекорво действительно был шпионом. Современный историк науки доктор Симоне Турчетти – возможно, главный специалист по «делу Понтекорво» – убежден в невиновности Бруно117. Недавно опубликованные секретные документы также показывают, что сотрудники британских правительственных служб прекрасно знали о том, что Понтекорво ни в чем не виноват, однако не стали предавать эту информацию гласности: они в это время вели деликатные переговоры с США о передаче Британии американских ядерных технологий, а миф об измене Понтекорво был весьма удобен определенным политическим фракциям и ряду правительственных агентств, в том числе и ФБР. Так что ни у кого не было никаких причин развенчивать этот миф. Охота на ведьм служила множеству политических целей, однако не имела никакого смысла с точки зрения установления истины.

О местонахождении Понтекорво стало известно лишь через пять лет: в 1955 году он выступил на пресс-конференции в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне, неподалеку от Москвы, – известной советской лаборатории, занимавшейся ядерной физикой и физикой частиц. Понтекорво заявил, что оставил Англию, поскольку боялся охоты на ведьм и «давления, которое оказывали на него спецслужбы в ходе проверок»118. По его словам, «он сбежал в СССР, чтобы скорректировать баланс между Востоком и Западом, и он работает в Советском Союзе исключительно в области мирного использования атомной энергии»119. После 1978 года, когда советские власти наконец разрешили Понтекорво выезжать на Запад, он активно участвовал в кампаниях по ядерному разоружению.

Возможно, мы никогда не узнаем всей правды, однако Турчетти смог найти множество документов, говорящих о невиновности Понтекорво, в том числе стенограммы его совещаний с вышестоящими руководителями. Из этих записей видно, что Понтекорво открыто говорил о своих опасениях еще до того, как принял свое судьбоносное решение. Вполне возможно, что он действительно сыграл определенную роль не только в советской программе ядерной энергетики, но и в разработке советского атомного оружия, но только после своего бегства. Маловероятно, что он действовал в интересах СССР до этого.

Но это был неудачный шаг, в том числе и с точки зрения карьеры. В результате своего бегства этот ученый мирового уровня, находившийся в первых рядах в своей научной области, оказался на задворках науки. Конечно, по ту сторону железного занавеса Понтекорво мог и дальше много делать для развития теории, однако Советский Союз серьезно отстал от Запада в технологиях ускорения частиц – а именно в этой области прежде всего и шло главное развитие физики частиц до конца XX столетия.

Одиннадцать человек (все – экспериментаторы) получили Нобелевские премии за свою деятельность, в основе которой лежала теоретическая работа Понтекорво в области нейтринной физики120 (это довольно большая ирония, поскольку и сам Понтекорво тоже был, в сущности, экспериментатором). Если бы он счел возможным остаться на Западе – и прожил бы достаточно долго, – то вполне вероятно, что он разделил бы со своими коллегами хотя бы одну из премий121.

Понтекорво умер в Дубне в 1993 году. Согласно его воле, половина его праха была похоронена там, а другая половина – в Риме. Если Вольфганг Паули первым осмыслил идею нейтрино, а Энрико Ферми дал нейтрино жизнь, то Бруно Понтекорво наделил нейтрино личностью. Его догадка о наличии у нейтрино разных ароматов оказалась верной: в 1962 году было открыто мюонное нейтрино122. А в 1958 году, уже из-за железного занавеса, Понтекорво выдвинул предположение о самом странном и загадочном свойстве частицы: о том, что она будет менять аромат, или «осциллировать», в процессе своего движения123.

Итак, нам известны три заряженных лептона: электрон, мюон и тау-частица, открытая в 1975 году124. Тау – это самая тяжелая частица из трех, ее масса почти в 3500 раз больше массы электрона, а ее нейтрино было найдено в 2001 году125. Соответственно, всего существует шесть лептонов в трех парах, и каждый из них обладает античастицей.

Осцилляция, возникающая лишь при наличии у нейтрино массы, означает, что электронное нейтрино в процессе своего движения может превратиться, скажем, в мюонное нейтрино, затем, возможно, в тау-нейтрино, затем обратно в электронное нейтрино и так далее. Представьте себе, к примеру, что во время утренней прогулки ваша собака превращается в кошку, затем в оцелота, а затем обратно в собаку. Истинность гипотезы Понтекорво, выдвинутой в 1958 году, была доказана через 40 лет (и через пять лет после его смерти) с помощью инструмента, вполне привычного для AMANDA/IceCube. Впрочем, не будем торопить события126.

К началу 1950-х годов все было готово к открытию нейтрино. И решением этой задачи занялись два совершенно не похожих друг на друга человека. Одним из них был эффективный, дотошный и (как показали дальнейшие события) невероятно терпеливый ученый по имени Рэй Дэвис128, физик-химик из Брукхейвенской национальной лаборатории, заявленная миссия которой состояла в изучении «мирного атома». В те добрые старые дни ученых активно побуждали заниматься разными экспериментами. Когда Дэвис поступил на работу и спросил главу кафедры химии, чем он должен заниматься, его попросили самого придумать себе занятие.

Он отправился в библиотеку. Почти тут же он увлекся идеей нейтрино, и интерес к этой идее остался у него на всю жизнь. Несколько лет он проработал над косвенным методом выявления частицы, а в 1951 году приступил к реализации на практике прямого радиохимического метода Понтекорво129.

Заявленная Дэвисом цель первых экспериментов состояла в попытке выявления нейтрино, прилетающих со стороны Солнца. Он хотел понять, будет ли «реакторное» антинейтрино вести себя таким же образом, что и его солнечный собрат130. Суть радиохимического метода состоит в извлечении небольшого числа атомов аргона из большой емкости со специальной жидкостью после того, как нейтрино вступит с ними во взаимодействие. Понятно, что этот метод не позволял определять направление движения прилетающих нейтрино.

Инструменты Дэвиса нельзя было считать телескопами. Тем не менее, направив их на Солнце, он тем самым произвел первый эксперимент в области нейтринной астрономии.

Дэвис решил использовать в качестве специальной жидкости обычное жидкое моющее средство – перхлорэтилен, содержащий четыре атома хлора. Он выстроил два детектора, сравнительно больших для того времени. В одном работало около 200 литров жидкости, а во втором – 3900. Воспользовавшись в качестве источника антинейтрино высокопоточным реактором в Брукхейвене, Дэвис смог уловить с помощью большего по размеру инструмента вполне заметный сигнал, но посчитал, что его источником служат не нейтрино, а поток протонов из реактора. Затем он закопал емкость на глубине около пяти с половиной метров, на значительном расстоянии от реактора. Таким образом он рассчитывал экранировать емкость от влияния космических лучей, и сигнал исчез. Совершенно случайно этот шаг привел к формированию традиции, дожившей до наших дней, – детекторы нейтрино и телескопы располагаются в угольных шахтах и туннелях, а также в других необычных и удаленных от цивилизации местах, например в горах.

Затем Дэвис в рамках уже этой традиции дождался августа и перевез свой инструмент меньшего размера на вершину четырехкилометровой горы Эванс в штате Колорадо. Там он смог измерить еще один ложный сигнал и посчитал, что его источником также служат космические лучи. Как я уже говорил, Дэвис был очень дотошным и аккуратным человеком. Когда он наконец опубликовал свои результаты в 1955 году131, он не стал заявлять, что ему удалось найти нейтрино (в какой-либо форме). С другой стороны, он использовал свой нулевой результат и очевидно низкую чувствительность своего инструмента для расчета верхней границы нейтринной яркости Солнца. (Ограничения, как мы еще убедимся, очень важны в физике: если вы чего-то не видите, но точно знаете, насколько чувствителен ваш инструмент, то вы можете сказать, что, какой бы источник вы сейчас ни изучали, он недостаточно яркий для того, чтобы вы увидели его сигнал, а это уже говорит вам что-то о физике этого источника.)