Текст книги "Безумные идеи"

Автор книги: Ирина Радунская

сообщить о нарушении

Текущая страница: 11 (всего у книги 24 страниц)

Ученые разгадали и тайну рождения страшных волн цунами. Виновными оказались подводные землетрясения. Воображение ученых нарисовало картину величественную и страшную. Мощный вздох Земли сотрясает океанское дно. Оно лопается и коробится, как корочка печеного яблока. Заполнив трещины в своем ложе, вода не может сразу успокоиться. Как толпа людей, в которой сзади напирают любопытные, не может остановиться мгновенно, так и потоки воды продолжают со всех сторон стремиться к месту катастрофы. Они сталкиваются между собой. К небу взвивается огромный водяной холм. Ослепив все морское царство фейерверком брызг, он спадает величественной кольцевой волной. В центре вновь образуется углубление, и все начинается сначала... Бросьте камень в тихую заводь – и вы увидите цунами в миниатюре. В месте падения камня возникнет воронка, затем всплеск, и во все стороны побежит крошечное цунами, не страшное даже лягушкам.

И, несмотря на то, что издавна считалось – бороться с этим стихийным бедствием безнадежно, пытаться предсказать его – безумная затея, советские ученые научились прогнозировать цунами. Сотрудники лаборатории теории волн и морских течений Океанографического института создали систему приборов, которые чувствуют цунами заранее.

...Результаты исследований ученых накапливаются. Постепенно морские волны, нашедшие уже свое отражение в поэмах и картинах, воплощаются в формулы и цифры. Они рассказывают о нраве моря не менее красноречиво, чем стихи – о его красоте.

Теперь, заглянув в справочники, технические пособия и познакомившись с рассказом этих формул и цифр, конструкторы создают проекты кораблей, пристаней, защитных дамб, электростанций, преобразующих энергию волн в электрическую.

И уже наверно, в каком-нибудь конструкторском бюро главный инженер, взглянув на чертеж иного проектировщика, хватается за голову:

– Какое сечение шпангоутов берешь? Какую волну в расчет положил? Среднюю? А надо максимальную! Смотри, какие технические условия дают нам ученые. Ведь не зря они годами силу волн меряют. Уважай теорию – и твой корабль любую бурю выдержит.

А где-нибудь на малолюдном берегу босоногий мальчишка с изумлением наблюдает, как из камня и железа возводится непонятное ему сооружение. В который раз он пристает к десятнику:

– Дяденька, что строите? Зачем заборы каменные в море вон как далеко, зачем? – Дамбы это, от волн. – А почему такие огромные?

– Как положено строим. И высота, и толщина, и длина, и куда класть – все заранее рассчитано. Строим не на год – на века...

Но ученых уже не удовлетворяет разработка планов обороны от нашествия волн. Их уже не удовлетворяет даже возможность предсказать надвигающееся бедствие. Они упорно работают над методами разрушения волн, над их укрощением. Сейчас разрабатываются пневматические установки, гасящие волны на отдельных участках бушующего моря. Создается конструкция пневматического волнолома. Идея активного вмешательства в дела природы прочно овладела умами ученых.

Рассказ морских брызг

Когда весеннее солнце заглядывает в окна горожан, многие начинают мечтать о поездке к морю. Действительно, редко кому не приносит пользу морской климат: ведь соли, содержащиеся в морской воде, имеют целебные свойства. Брызги, подхватываемые ветром, выносятся в атмосферу; вода испаряется, и капельки превращаются в мельчайшие кристаллики соли, которыми богат приморский воздух.

Но в каком количестве и как эти соли переносятся в воздух и на сушу? – задают себе вопрос ученые.

Чтобы ответить на него, исследователи берут стопку стеклянных пластинок и устанавливают их навстречу ветру, дующему с моря. Пластинки терпеливо собирают брызги и мельчайшие кристаллики соли. Изучая их, удалось установить состав и пути следования целебных солей.

Оказывается, кристаллики соли и капельки морской воды, поднятые ветром, образуют устойчивую систему, близкую к дыму или туману. Ученые называют такие системы аэрозолями. Они могут уноситься далеко от моря и там с дождем и снегом опускаются на землю, попадают в почву.

Аэрозоли могут улететь и в верхнюю часть атмосферы. Это, возможно, и объясняет присутствие в верхних слоях атмосферы натрия, обнаруженного там' при помощи спектрального анализа. По предварительным расчетам количество натрия, содержащегося в морской воде, как раз достаточно для того, чтобы обосновать это предположение. Окончательно этот вопрос будет решен при помощи ракет и искусственных спутников Земли.

Изучение состава аэрозолей важно и для решения чисто практических задач. Например, до сих пор не совсем ясен процесс коррозии металлических и бетонных сооружений. Какое вещество обладает наибольшим разъедающим свойством, кто так подтачивает бетон и крошит его, как хлеб? Какой способ защиты наиболее эффективен? На эти вопросы должно дать ответ изучение аэрозолей...

Работы по изучению аэрозолей помогут разобраться и в такой важной проблеме, как механизм распространения радиоактивных веществ в море. Весь мир возмущался многочисленными испытаниями атомного оружия, которые проводились США в районе Тихого океана. Теперь уже точно установлено, что глубины океанов и морей не могут использоваться для захоронения радиоактивных отходов. Конечно.

в морях содержится определенное небольшое количество радиоактивных элементов. В морской воде есть кальций, лантан, олово и активные продукты распада урана-238: ионий, радий, радон.

Естественная радиация морей не таит в себе никакой опасности. Наоборот, именно ей морской воздух отчасти обязан своими целебными свойствами. Но если к ним будут добавлять еще отходы от атомных бомб, Мировой океан будет серьезно заражен.

Кроме того, существуют вертикальные течения, которые вынесут эти отходы на поверхность, и тогда радиоактивные продукты уже в виде аэрозолей будут совершать дальние путешествия, подвергая опасности здоровье человечества.

Не менее опасны ядерные взрывы в атмосфере и космосе. Они непосредственно ведут к образованию радиоактивных аэрозолей.

Даже в продуктах распада так называемой «чистой бомбы», которые, по уверениям американских и английских ядерщиков, якобы не опасны, содержится более 6 процентов радиоактивного стронция. При взрыве в атмосфере эти продукты поднимаются на высоту 30...40 километров и ветром разносятся по всему земному шару.

Контрольные станции, следящие за содержанием в воздухе и почве радиоактивных продуктов, с тревогой сообщали об увеличении процента опасных добавок.

Непрекращающиеся испытания ядерного оружия серьезно увеличивали содержание в Мировом океане вредного для живых организмов стронция-90.

Близ районов испытаний, таких, как атолл Бикини, вода в океане обладала такой радиоактивной зараженностью, что суда были вынуждены менять свой курс. Из сообщений японской печати известно, что рыбаки, проводившие лов в Тихом океане на большом расстоянии от района испытаний, были поражены лучевой болезнью. Подписание Московского договора о запрещении атомных испытаний в воде, атмосфере и космосе сыграло важную роль в предотвращении радиоактивного заражения нашей планеты.

Вечный секрет погоды

Люди научились предсказывать затмения Солнца и Луны. А вот предсказать заранее дождь – это до сих пор является задачей со многими неизвестными. И хотя этих неизвестных с каждым годом становится меньше, все еще трудно постичь переменчивый нрав буйствующих ветров и кочующих над нами воздушных масс.

Советским ученым удалось внести важный вклад в науку о погоде, они выявили огромную роль Мирового океана в формировании климата на Земле. Раньше метеорологи считали ответственной за погоду в основном лишь воздушную оболочку Земли – атмосферу. Оказалось, водная оболочка – гидросфера – принимает в этом не меньшее участие.

Летом, когда горячие солнечные лучи купаются в море, оно бережно сохраняет их тепло, готовя зимний тепловой запас. А зимой, когда Солнце уже не в состоянии греть Землю, море щедро отдает воздуху и материкам сохраненный за лето запас тепла.

Из-за того, что материки и океаны по очереди становятся то холодильниками, то нагревателями, воздушные массы над ними не остаются в покое. Они кочуют, как перелетные птицы. Летом с океана на материк, а зимой обратно.

Скорость этих огромных масс воздуха достигает порой 100 километров в час, а распространяются они на тысячи километров, двигаясь фронтом шириной в сотни километров.

Эти так называемые струйные течения движутся на высоте в 10...12 километров, как раз там, где теперь обычно летают самолеты.

Летчикам очень важно знать особенности окружающей среды, чтобы избежать воздушных ям и болтанки. Метеорологи указывают направление и высоту струйных течений, и летчики стараются вести самолеты под потоком или над ним.

Ученые провели интересный расчет. Они подсчитали, что над каждым квадратным метром земной поверхности Азии зимой лежит воздушная масса, превышающая на четверть тонны массу того же столба воздуха в июле. Над Азией и Европой зимой скапливается воздух, избыточная масса которого исчисляется миллионами миллионов тонн.

А теперь взгляните на географическую карту. Видите, как неравномерно распределена вода и суша на Земле? Материки сжались в одном месте Мирового океана. И то, что зимой над ними скапливаются колоссальные избыточные массы воздуха, перекочевавшие с океана, приводит к невероятному на первый взгляд результату – к смещению земной оси!

Астрономы давно изучали это колебание географических широт, которое они обнаружили, наблюдая за небесными светилами, но причин понять не могли. Геофизика ответила и на этот вопрос.

...Жизнь человека тесно связана с морем. Рыбы, морские животные, водоросли – это неисчерпаемые запасы ценной пищи и сырья. Волны, прибой несут в себе потенциальные сокровища электроэнергии. Чтобы полностью овладеть богатствами морей и океанов, надо изучить их.

О многих интересных работах по изучению жизни моря можно еще рассказать: об исследовании оптики моря (ведь степень мутности морской воды имеет большое значение для фотосъемок под водой), акустики моря (как распространяется звук в воде? Это важно знать для проектирования средств подводной связи), термики моря (вопросы климата), биологии моря и других областей многообразной жизни моря.

Все это нужно знать для того, чтобы еще безопаснее было плавание кораблей, чтобы служили человеку нетронутые запасы энергии морских приливов и волн, огромные залежи тепла, им хранимые, чтобы еще полнее была власть человека над природой.

Путь к белым карликам

– Без сомнения, этот камень похож на алмаз. Откуда вы его достали?

– Я вам говорю, что я его сделал, – сказал он.

Герберт Уэллс

Чудо британского музея

Он порывисто схватил трубу, насыпал в нее тщательно перемешанную смесь, долил водой, закупорил и начал подогревать. Три года он готовился к этому опыту, решал задачу о составе смеси, обдумывал технику. Теперь он у цели.

Раздался взрыв, стекла в комнате и часть аппаратуры были разбиты вдребезги, но человек из рассказа Уэллса в упоении рассматривал плод своего безумного опыта – порошок, сверкающий бриллиантовыми зернами...

Уэллсу, удивительному английскому мечтателю, было 14 лет, когда его страну, а затем весь мир, облетела сенсационная весть: Хэнней научился делать бриллианты! Английский ученый засыплет мир драгоценными камнями собственного изготовления!

Это событие вскружило голову не одному солидному дельцу, давшему себе слово не попадаться на удочку очередной сенсации. А подростку, страдавшему бешеным воображением, оно так пришлось по вкусу, так долго его преследовало, что через много лет заставило написать рассказ о человеке, научившемся делать алмазы.

Техника эксперимента Хэннея была весьма примитивна. Он смешивал различные углеводороды с костяным маслом и загружал эту смесь в трубу, изготовленную по принципу орудийного ствола. Затем открытый конец трубы заваривал и подогревал до красного каления в течение 14 часов.

Герой Уэллса, усовершенствовав эту технику, поступал приблизительно так же, но охлаждал свое варево в течение двух лет, надеясь, что маленькие кристаллики подрастут. И когда он потушил огонь, вынул из горна цилиндр и стал его в нетерпении развинчивать, обжигаясь еще горячим металлом, он нашел внутри несколько мелких и три крупных алмаза.

Вот и вся разница между действительным экспериментом и выдуманным писателем. Вся разница, если не считать, что ученым руководило стремление к покорению новых вершин науки, а героем Уэллса, обывателем, – страсть к обогащению. Поэтому вымышленный охотник за бриллиантами скрывал свою тайну, боясь, что алмазы станут так же дешевы, как уголь, а Хэнней опубликовал описание своих многообещающих опытов.

Правда, его указания очень смахивали на советы алхимиков, стремящихся превратить металл в золото. Раймонд Люлли, который, как гласит предание, был близок к решению этой задачи, давал такой немудреный совет:

«Вы возьмете чрево коня, которое переварено (я хочу сказать, человек божий, очень хорошего лошадиного навоза)... и в него поместите сосуд для перегонки и будете иметь без издержек и затрат огонь без огня и вечное круговращение квинтэссенции».

Этот чудный рецепт снился не одному поколению фантазеров, но так и не привел никого к получению философского камня.

Пользуясь советом Хэннея, каждый тоже мог при желании повторить его опыт. Мог... но странное дело! Прошло свыше восьмидесяти лет, а еще ни одному ученому не помогли советы Хэннея. И даже при самом пылком желании никто, если не считать героя Уэллса, почему-то не получил таким путем искусственных алмазов. Хотя опыт и привлекал своей простотой, он не приводил к успеху.

Как Хэнней получил свои алмазы, осталось тайной. Молва говорила, что ученый сделал восемьдесят попыток, но достиг успеха лишь на восемьдесят первой. Он смог продемонстрировать всему миру кучку твердых сверкающих минералов.

Двенадцать маленьких кристалликов Хэннея, рожденных в пламени печи и в вихре его мечтаний, создали своему творцу ореол славы. Они были водворены как чудо в Британский музей, где и хранятся под названием «искусственных алмазов Хэннея».

И действительно, это настоящие алмазы. Тщательное исследование этих кристалликов, произведенное уже в наше время, в 1943 году, при помощи рентгеновых лучей, с достоверностью подтвердило, что одиннадцать из двенадцати кристаллов – алмазы. Но действительно ли они получены искусственным путем, доказать невозможно. Во всяком случае, повторить опыты Хэннея и получить алмазы его способом ни одному ученому так и не удалось. Алмазы Британского музея до сих пор безмолвно хранят загадку своего происхождения.

Алмазная горячка

...Однажды в давние времена, разъезжая по щедрой Африке и еле успевая нагружать объемистый фургон слоновой костью, которую приносили туземцы в обмен на стеклянные бусы, дешевую материю и побрякушки, бродячий торговец был поражен неожиданным зрелищем. В одной из деревень он наткнулся на детей, беспечно игравших удивительно сверкающими прозрачными камешками. Дошлый торговец сразу сообразил, что детишки перебрасываются никак не меньше, чем миллионами.

Это были первые алмазы, увиденные европейцем в Африке, алмазной сокровищнице, которая впоследствии поставляла на мировой рынок свыше 90 процентов отборнейших драгоценных камней. Это были первые предвестники новых бед, которые обрушились на Конго и другие страны «бриллиантовой» Африки. Это был конец XVIII века.

На поиски счастья целым потоком хлынули авантюристы, заболевшие алмазной горячкой, которая была сродни золотой, охватившей Калифорнию, Клондайк, Австралию.

Они поделили алмазоносные земли на небольшие квадратные участки, которые делали местность похожей на гигантскую шахматную доску. Искатели алмазов, набросившиеся в исступлении на эти клочки драгоценной земли, рыли ее, перетряхивали, и знойный ветер подымал к небу облака горячей пыли и песка. Ямы становились все глубже, кучи отработанного грунта делались все выше, а переплетение тросов, по которым непрерывным потоком двигались мешки с песком, становились все гуще и придавали прииску вид обезьянника под металлической сеткой.

Туземцы на первых порах были удивлены наплывом оборванных, изголодавшихся рыцарей удачи, но потом и сами вовлеклись в порочный круг стяжательства.

Добыча природных алмазов была невероятно тяжела и сопровождалась бессовестной эксплуатацией местного населения. Известный французский путешественник и писатель Луи Буссенар так описывает жестокий и сводящий с ума азарт добычи алмазов: «На дне глубоких ям с усердием муравьев работают оборванные люди. Они роют, копают и просеивают размельченную землю. Их черные, белые или желтые лица покрыты грязью, пылью и потом. Кожаный мешок бежит наверх. Возможно, в нем целое состояние. Время от времени происходит обвал, или обрывается камень, или падает вниз тачка. Раздается крик ужаса и боли, и, когда кожаное ведро снова поднимается на поверхность, в нем лежит изуродованное человеческое тело. Какое это имеет значение? Главное – алмазы! Гибель человека – происшествие незначительное».

Ни смерть, ни болезни здесь не имеют значения. Чувство меры давно оставило этих одержимых. Кое у кого уже припрятано целое состояние где-нибудь в земле или под палаткой, но он ходит босой, в лохмотьях, ест сухари. А ночью этот безумец лихорадочно перебирает свои сокровища, любуясь игрой голубых, зеленых, желтых искр, пронизывающих чудесный камень-искуситель, и высчитывает размеры своих богатств.

Представьте себе, как должна была ошеломить охотников за алмазами весть о получении Хэннеем искусственных алмазов! Зачем же ехать за тридевять земель, глотать раскаленную пыль и искать сокровища или смерть в знойной земле, когда легкого богатства можно добиться у себя дома при помощи несложных манипуляций! Новый способ добычи алмазов привлек на свою сторону не меньше жаждущих, чем старый. Среди них были и настоящие ученые и шарлатаны. В течение ста лет до Хэннея и после него научная общественность время от времени переживала приливы алмазного ослепления. Люди зачитывались сенсационными сообщениями об очередном успехе в получении искусственных алмазов. Но все было напрасно...

Добыча алмазов искусственным путем, которая поначалу казалась более легкой, принесла ученым годы тяжких и мучительных раздумий, поисков, ошибок. Энтузиасты искусственных драгоценных кристаллов шли трудным путем. Они тоже не раз в задумчивости перебирали алмазы, упиваясь радугой их игры. Но в сиянии драгоценных камней им чудился не блеск роскоши. Их взор в сверкающей глубине алмаза искал призрак совсем иного вещества, схожего с углем. Рядом с блистательным камнем им мерещились бархатно-черные глубины ничем не примечательного материала – графита.

Алмаз и... графит? – спросите вы. Переливающийся всеми цветами радуги драгоценный камень и скромный графит? Что между ними общего, почему всплывали они вместе в мыслях ученых? Что может быть более противоположно, чем эти воплощения света и мрака! Один материал щедро излучает свет, искрясь и переливаясь изумительными оттенками.

Другой – жадно поглощает все лучи, скрывая их в своей угольной глубине.

Но ученые знали: как это ни парадоксально, в этих двух столь различных материалах скрыто глубокое единство. Алмаз и графит, несмотря на то, что один – прозрачный, другой – черный, один – самый твердый в природе материал, другой – странно мягкий, несмотря на столь различный вид и свойства, фактически одно и то же. Это всем знакомый углерод.

«Трубки взрыва»

...Да, ученые давно поняли, что и графит и алмаз природа лепит из одних и тех же атомов углерода. Они знали, что простым нагреванием можно легко превратить алмаз в графит.

Вот эта-то легкость и заставляла многих думать о простоте обратного превращения. Но увы!.. Никакие усилия не помогали. Как ни нагревали графит, как ни сжимали его – алмаза из него не получалось.

И как это только удается делать природе, вздыхали неудачники. И что только происходит в подземных мастерских, где изготавливаются почти все материалы, которыми пользуются люди?

Об этом можно было размышлять, спорить, гадать, но проверить свои догадки до сих пор невозможно. И в этом сказывается парадокс нашего времени: человек полетел в космос намного раньше, чем смог проникнуть в глубь Земли хотя бы на десяток километров.

Однако люди научились воспроизводить процессы, происходящие на звездах, гораздо раньше, чем приблизились к ним. Ядерные реакции уже скопированы на Земле в миниатюре.

Поиски путей получения искусственных алмазов приводили к попыткам создать в лабораториях условия, царящие в недрах Земли, к попыткам овладеть одной из важнейших сил природы – высоким давлением.

...Через тайгу и болота, вдоль бурных рек и отрогов гор вел охотников за алмазами красный след пиропов – верный признак близости алмазоносных пород. А где-то недалеко – опытные исследователи это твердо знают – выходят на поверхность и сами кимберлиты – голубоватые алмазоносные породы. Когда-то впервые эти породы были обнаружены в Южной Африке близ города Кимберли. Этот город и дал свое имя драгоценной породе.

Как оказалось, кимберлит образует своеобразные «трубки взрыва» в других породах. Они похожи на гигантские колодцы, только заполнены не водой, а драгоценной алмазоносной породой. До сих пор неизвестна глубина этих колодцев, но иногда исследователям удается проследить их на протяжении многих километров.

Размышляя над загадкой глубинных взрывов, рождающих драгоценные зерна алмазов, ученые пришли к любопытному выводу. Что, если алмазы образовались из углерода, растворенного в расплавленном кимберлите? В условиях высоких температур и очень высоких давлений он вполне мог кристаллизоваться в виде алмаза. А затем в результате прорыва этих пород алмазы были подняты на земную поверхность. Такие алмазоносные трубки и были некогда найдены в Южной Африке, Америке, Австралии. Такова и знаменитая трубка «Мир», найденная у нас в Сибири.

Вот почему все охотники за искусственными алмазами прежде всего использовали испытанный метод – взрыв.

Исключение составлял, пожалуй, лишь один из исследователей – француз Муассан. Он знал, что алмазы находили в метеоритах – обломках далеких звездных миров. Слышал он и о том, что алмазы встречались не во всех метеоритах, а только в тех, которые состояли из почти чистого железа. Вот Муассан и решил попытаться сделать искусственные алмазоносные метеориты. Он расплавил железо, бросил в него несколько кусков угля и через некоторое время быстро охладил это варево водой. Представьте себе, Муассан объявил, что добился успеха! По его словам, ему удалось таким путем получить искусственные алмазы. Но опять-таки странное дело: сколько ни бились другие ученые, повторить опыт Муассана им не удавалось. Вернее, опыт-то они повторяли, и даже очень тщательно, только алмазы при этом не получались.

Как ни мудрили охотники за искусственными алмазами, обогатиться на этом поприще им так и не удалось. Результаты опытов были ничтожны. В лучшем случае это были дешевые блестящие камешки. Но чаще всего трудоемкие эксперименты дарили лишь золу и пепел. Сколько же было истрачено зря полезных и ценных материалов!

Впрочем, совсем не зря. Бесценными для науки оказались сами опыты. Они помогли родиться физике сверхвысоких давлений.

От охлаждения к сжатию

В тридцатых годах нашего столетия физики и химики начали уделять особое внимание изучению веществ при очень низких температурах.

Казалось крайне заманчивым заглянуть внутрь вещества, скованного морозом, когда его обычно подвижные, «полные жизни» атомы как бы впадают в зимнюю спячку. Тогда они меньше взаимодействуют между собой, их легче «рассмотреть», удобнее изучить.

Ученые, которые выбрали своей специальностью физику низких температур, занимали в науке особое место. Они, пожалуй, несколько напоминали... охотников за тайнами морского дна. Исследователь подводного мира не станет спускаться на дно в сильную волну. Ему будут мешать песок, ил, обрывки водорослей, замутившие воду. Нет, для знакомства с жизнью моря он выберет тихий день, когда вода прозрачна и ясно видно каждое движение подводных растений, легко наблюдать повадки крупных рыб и даже маленьких рачков, креветок и мальков.

Для охотников за тайнами, скрытыми в глубинах вещества, тоже важна «погода» в этом своеобразном мире. Чем выше температура, тем оживленнее ведут себя атомы и молекулы, из которых состоит тело. И в этом интенсивном общем движении частичек материи теряются, скрываются от глаз наблюдателя особенности жизни каждой отдельной частички. А ведь от них зависят поведение и особенности всего вещества в целом.

Вот почему ученые прибегли к охлаждению веществ. Они правильно предположили, что при этом станут более доступными тонкие эффекты поведения отдельных частичек.

Первая лаборатория по изучению низких температур в Советском Союзе была открыта в Харькове. Она стала центром притяжения многих талантливых молодых физиков. Среди них был и Леонид Федорович Верещагин, ныне действительный член Академии наук.

– Основной трудностью, с которой столкнулся коллектив лаборатории, – вспоминает Леонид Федорович, – была проблема глубокого охлаждения. Нас особенно интересовала, конечно, самая низкая в природе температура или хотя бы близкая к ней. А это минус 273 градуса Цельсия, или абсолютный нуль по шкале Кельвина. Получить такую температуру очень трудно. Для этого надо строить громоздкие машины искусственного климата, в которых можно было бы создать более чем арктический мороз. И вот однажды у нас появилась идея. Тело при охлаждении уменьшается в объеме. А при очень низкой температуре вещества сжимаются особенно сильно. Холод поступает с ними точь-в-точь как высокое давление. Вот мы и подумали: охладить вещество сложно и трудно. Так не удобнее ли заменить охлаждение сжатием?

И Леонид Федорович рассказывает об одном из самых первых опытов.

В сосуде – кислород. Его не видно – это бесцветный газ. Но вот сосуд ставят в установку искусственного климата. Сильно охлажденный кислород превращается в бледно-голубую жидкость. Скорость хаотического движения молекул уменьшается, газ как бы застывает. Если сосуд встряхнуть, будет полное впечатление, что в нем подкрашенная вода.

Годами для получения жидкого кислорода и других газов ученые пользовались специальной сложной аппаратурой.

Но вот однажды, вместо того чтобы поместить кислород в машину искусственного климата, его сжали поршнем. Сначала газ оставался бесцветным. Тогда его сжали еще сильнее. Кислород начал голубеть, послушно превращаясь в жидкость.

Первые же опыты применения высокого давления вместо низкой температуры для изучения строения вещества убедили в огромных перспективах нового метода.

Верещагин страстно увлекся новой областью физики. Где только можно, он заменял охлаждение сжатием. Одно за другим он исследовал новым методом самые различные вещества: жидкости, газы, твердые тела. Об опытах молодого физика заговорили. Его попросили доложить о своей работе в Москве.

Доклад харьковчанина услышал академик Зелинский и просто «заболел» высоким давлением. Это был удивительный человек, его недаром считали классиком органической химии. Широко образованный, влюбленный в науку, он чутко прислушивался к веянию времени. Маститый химик считал, что для изучения веществ необходимо сочетать физические и химические методы, что введение физических методов исследования и воздействия на вещество послужит ключом к развитию' химии будущего. Конечно, любил говорить он, вовсе не обязательно химикам становиться физиками, а физикам химиками. Но они должны дополнять друг друга, действовать согласованно на трудных дорогах, ведущих в мир атомов и молекул.

Зелинский создал в руководимом им тогда Институте органической химии Академии наук СССР лабораторию сверхвысоких давлений, возглавить которую пригласил молодого харьковского ученого. Так была создана первая в Союзе лаборатория сверхвысоких давлений, которая превратилась в 1954 году, уже после смерти академика, в самостоятельную организацию, а с лета 1958 года в Институт физики сверхвысоких давлений Академии наук СССР.

Горячий лед

Когда ученые заглянули в глубь вещества, сжатого со всех сторон высоким давлением, им открылся мир удивительных превращений. На их глазах знакомые вещества исчезали и появлялись новые, с иными свойствами и характерами.

Исследователи сдавили желтый фосфор, и он превратился в черное вещество с новыми физическими свойствами. Оно имело металлический блеск и с несвойственной желтому фосфору резвостью и охотой проводило электрический ток.

Однако химический анализ показал, что черное вещество состоит из тех же самых атомов фосфора, что и желтое. В результате сжатия родился новый, черный фосфор.

Ученые сжали лед и с удивлением обнаружили, что знакомый нам лед – только лишь одна из семи его разновидностей! Один из видов, сжатый высоким давлением, мог плавиться даже на морозе. А другой, стиснутый сорока тысячами атмосфер, невозможно было растопить даже в кипятке!

Так что выражение «холодный как лед» не очень-то отражает положение дел в природе. Кроме льда холодного, как это ни странно, равноправно существует и горячий.

Но особенно изумились исследователи, когда высокое давление превратило серое олово – полупроводник в белое – металл! А когда то же случилось и с теллуром, стало ясно, что это превращение не случайность, а какая-то пока скрытая закономерность.

Началась полоса неожиданностей. Ряд металлов под высоким давлением повел себя более чем странно. Некоторые из них вдруг становились хрупкими, как стекло, или мягкими, как резина, или, наоборот, твердыми, как алмаз. Кусок калия, например, сжатый до 100 тысяч атмосфер, уменьшился в размерах чуть ли не втрое, а рубидия – вдвое.

В обычных условиях цезий податливее алмаза в сотни раз. Образец из цезия можно уменьшить в размерах раз в триста по сравнению с этим кристаллом. Но при 30 тысячах атмосфер цезий вдруг становится таким крепким, что уступает алмазу очень немногим. Податливость его уменьшается в тысячи раз.

При давлении в 100 тысяч атмосфер легче всего сжимается металл барий, но и он немногим уступчивее алмаза, всего раз в десять.

Чем выше было давление, достигнутое при исследовании, чем сильнее сжималось вещество и чем теснее становилось в нем атомам, тем большим становилось число новых, неожиданных явлений.

Белые карлики

Особенно загадочным казалось то, что с ростом давления поведение самых различных элементов становилось все более схожим.

В чем же разгадка этого необыкновенного явления? – недоумевали исследователи. Как это давление уравнивает самые несхожие вещества? Полупроводники делает металлами, мягкие металлы равняет по крепости с алмазом?