Текст книги "Охотники за частицами"

Автор книги: Виталий Рыдник

сообщить о нарушении

Текущая страница: 12 (всего у книги 17 страниц)

Глава 8
Пророчества сбываются

Окно в антимир

Вопреки довольно распространенному мнению, физики далеко не педанты. Охотники за частицами – в этом смысле не исключение. Они знают, что удивительную жизнь мира сверхмалых вещей не всегда удается уложить в заранее уготованные рамки. Требуя скрупулезной точности опытов и теоретических доказательств друг от друга, они вместе с тем легко мирятся с таким положением, когда теория создана, а «заложенная» в ее основу частица годами никак не ловится.

Не ловится? Тем хуже для частицы, тем скорее она будет поймана! Но почему они убеждены в этом? Ответ физиков может показаться вам несколько туманным: «Есть общие физические соображения…»

Попросим расшифровать их эти «смутные» слова. Вот, например, пи-мезон. Педант поступил бы так: он не поверил бы в теорию ядерных сил Юкавы, пока не был обнаружен пи-мезон. Нет частицы, и не о чем разговаривать. Но это был бы узколобый подход.

Теорию можно проверять и умнее. Есть ведь и другие явления, которые она позволяет рассчитать. Если бы всякая физическая теория объясняла лишь одно-единственное явление, то на свете не хватило бы теоретиков!

Теория тем и хороша, что охватывает целый круг разных явлений. И чем шире этот круг, тем ценнее теория. А для таких изумительно широких теорий, как, например, теория относительности или квантовая механика, у физиков вообще нет слов, чтобы определить их ценность.

Но вернемся к пи-мезону. Основанная на нем теория позволила объяснить и ядерные реакции, и деление ядра, и даже точно рассчитать атомную бомбу и ядерный реактор. Тут уже теорию ждет наивысшая похвала: ее подтверждает практика! Теперь она завоевывает даже самые недоверчивые умы.

Нет пи-мезона? Не беда: никто уже не сомневается, что он будет рано или поздно обнаружен. Он не может не появиться! И действительно, появляется.

Так следователь, непоколебимо уверенный в своих выводах на основании «общих юридических соображений», движется к раскрытию преступления. И наградой ему служат неопровержимые улики, которые словно чудом появляются в последний день следствия.

В начале пятидесятых годов физики приступают к поимке антипротона. Какие у них основания искать эту частицу? Да самые общие!

Мы помним, что за двадцать с лишним лет до этого Дирак вывел свое известное уравнение. И после длительных раздумий заключил, что одна пара его решений должна описывать частицу, а другая пара – ее античастицу.

Не прошло и четырех лет, как скептикам, не принявшим теорию Дирака, был нанесен сильный удар. В космических лучах был открыт антиэлектрон. Он вошел в физику под именем позитрона.

Но уравнение Дирака универсально. Оно применимо в принципе ко всем частицам. Значит, у каждой частицы должен быть свой зеркальный двойник – античастица.

В последующие годы природа подтверждает это «общее соображение». В космических лучах открываются еще две зеркальные пары – мю-минус и мю-плюс, пи-минус и пи-плюс.

И в конце сороковых годов уже не остается, пожалуй, ни одного физика, который бы не разделял убеждения, что у каждой частицы обязательно должна быть своя античастица. А открытие ее – дело времени. Чтобы приблизить это время, в США начинают проектировать большой ускоритель протонов на энергию шесть миллиардов электрон-вольт.

Эта цифра выбирается не случайно. Точный расчет показывает, что именно такую энергию должен иметь бомбардирующий протон, чтобы он мог, ударив о протон в мишени, «родить» антипротон. Что-то слишком много? – можно задать законный вопрос. В самом деле, на «извлечение» антипротона из переполненной дираковской пустоты нужно затратить энергию около одного миллиарда электрон-вольт.

И все же для дела нужно шесть миллиардов, а не один. Антипротон рождается не в одиночку: вместе с ним должен появиться на свет и протон (помните, и позитрон рождался лишь в паре с электроном). Итак, уже не один, а два миллиарда. Дальше: наш разогнанный протон ударяет по протону, сидящему в мишени. Таким образом, в игре участвует не одна, а четыре частицы – два «родителя» и два «новорожденных».

Расчет же показывает, что процесс рождения антипротона будет протекать на редкость беспокойно: сразу же после него родители и новорожденные должны разлететься в разные стороны с гигантской энергией – примерно по одному миллиарду электрон-вольт на каждого. Вот и арифметика: два миллиарда на рождение и по миллиарду на всех четырех частиц – в итоге шесть миллиардов электрон-вольт.

Да, довольно дорогостоящее событие! Что ж, оно стоит того. За сорок лет изучения космических лучей какие только не наблюдались события! А это ни разу не попалось на глаза физикам.

Встреча важного гостя

В 1954 году огромный ускоритель заработал. Теперь предстояло ставить решающий опыт по поимке антипротона.

Этим делом занялись шесть человек. Руководил ими уже знакомый нам Эмилио Сегре – давний сподвижник Энрико Ферми по опытам с нейтронами. Свободолюбивый итальянец, как и Ферми, не смог ужиться с режимом Муссолини и вслед за Ферми в поисках пристанища переселился в США.

В те годы еще во многих ученых жила иллюзия, что США – «царство свободы». Не много же лет понадобилось, чтобы развеять эту иллюзию! Уже взрыв американских атомных бомб в 1945 году, безо всякой в том военной необходимости, ясно показал здравомыслящим людям, что США не меньше оснований называть «царством страха».

Сегре мог с усмешкой думать, что свобода – это тот же антипротон. В принципе существует, а поди-ка отыщи!

Расчет заставлял предполагать, что один антипротон в пучке их частиц, летящих от ускорителя, должен попадаться на десятки тысяч пи-мезонов. Недурная пропорция! Уже одна она ясно показывала, что опыт по поимке «льва»-антипротона в огромной стае «волков»-мезонов будет трудным и тяжелым.

В первую очередь, как и полагалось, на пути пучка частиц был установлен сильный электромагнит. Он отделил все положительные от всех отрицательно заряженных частиц (антипротоны имеют отрицательный знак заряда). Теперь с антипротоном летели только отрицательные пи-мезоны, имеющие тот же импульс. Вся стая частиц направлялась в трубу, обложенную «подушками», – мы ее уже видели: эта труба выстраивает частицы в стае хвост к хвосту.

Сразу же за бойницей, прорубленной в толстой бетонной стене, гостей встречал первый швейцар. Вспышка света рождала импульс тока в фотоумножителе – гости прибыли. Ровно через 12 метров такой же поклон гостям отдавал второй швейцар. Срабатывала электроника, установленная на то запоздание между «поклонами», какого ожидали по импульсу главного гостя. Навстречу выходил хозяин.

Увы, как правило, выходил напрасно. Гость появлялся в окружении столь многочисленной свиты, что даже зоркие швейцары путались и отдавали поклоны ей, а не главному гостю. Поклоны были зряшными, и хозяин решил усилить штат швейцаров.

Схема установки группы Сегре, на которой были «пойманы» антипротоны. Справа – изображения на экране осциллографа, связанного со счетчиками, в различных стадиях опыта.

Так в доме появились новые стражи. Их поклоны отличались гораздо большей разборчивостью. Они отмечали лишь таких гостей, которые следовали мимо них со скоростью не меньше 75 % и не больше 78 % от скорости света. Вы уже догадываетесь, что швейцарская пополнилась черенковскими счетчиками. Об их поклонах в виде голубоватых вспышек света мы уже рассказывали в предыдущей главе.

И это было еще не все. Отдельный черенковский швейцар давал сигнал, когда мимо него проносился гость со скоростью больше 78 % от скорости света. Этот сигнал шел всем остальным швейцарам и означал: «Не кланяться! Бежит свитский!»

В самом дальнем углу коридора, по которому следовали гости, дежурил еще один швейцар. Он следил за тем, чтобы в дом никто не мог проникнуть с черного хода. В данном случае – из потока космических лучей.

Наконец, за сортирующим магнитом устанавливался сепаратор антипротонов. Его целью было хоть немного разредить свиту, чтобы облегчить работу швейцаров.

Вот какие предосторожности пришлось принять физикам, чтобы вычесать антипротон из его разношерстной свиты. В основном в ней, как уже говорилось, присутствовали пи-мезоны. Они проскакивали 12-метровый коридор со скоростью лишь на 1 % меньше скорости света, за 40 миллиардных долей секунды.

Главный гость двигался солиднее, но тоже очень быстро – всего лишь на 24 % медленнее света. Коридор, по концам которого стояли черенковские счетчики, он проходил за 51 миллиардную долю секунды. Именно на это опоздание и была установлена электронная схема телескопа счетчиков.

Как только она срабатывала, на экране специального прибора – осциллографа, – установленного перед наблюдателем, возникал «всплеск». Прошел антипротон! Второй антипротон – снова «всплеск»! И только теперь физики воочию убедились в справедливости всех этих предосторожностей. Главный гость действительно оказался очень редким посетителем.

Из огромного ускорителя, который выбрасывал сгустки во много миллиардов протонов, появлялось в среднем всего лишь четыре антипротона в час! За несколько недель работы, когда группа Сегре, наконец, решилась после строгой проверки опубликовать свои результаты, она имела в своем распоряжении лишь 60 случаев несомненного появления антипротона.

Полдела было сделано. Физики убедились в существовании антипротона. Теперь хотелось бы увидеть его воочию. Ну, разумеется, не сам антипротон, а оставленный им след. В коридоре, по которому изредка следовал гость, установили толстый блок фотографической эмульсии. После многодневной выдержки на работающем ускорителе ее проявили и отправили в Рим, где сидели великие искусники по просмотру следов.

И что же, в эмульсии удалось обнаружить почти двадцать явных следов антипротонов. Вот один из них. Пришел он слева (именно по возросшей плотности ионизации физики заключили, что частица пришла слева<sup>[2]2
  Возрастание ионизации в конце пути полета заряженных частиц связано с потерей ими энергии, а значит, и скорости. В результате частица пролетает мимо каждого встречного атома медленнее, и у нее больше времени на то, чтобы оторвать от него кусок «электронной шкуры».


[Закрыть]</sup>). Раздавая «автографы» в виде содранных шкур встречным атомам, антипротон, наконец, устал и остановился. Но отдохнуть ему не пришлось: его тут же, в зерне эмульсии, проглотило некое ядро.

Фотография аннигиляции антипротона с протоном. Летящий слева антипротон захватывается ядром фотоэмульсии. В результате взрыва ядра образуется «звезда» из пи-мезонов и протонов. Пи-мезонам отвечают тонкие, протонам – жирные следы. Видны также последующие распады пи-мезонов на мю-мезоны и электроны.

Результат налицо. Захваченный в ядро антипротон тут же слился с одним из ядерных протонов – аннигилировал. И выделившаяся при этом колоссальная энергия (те самые два миллиарда электрон-вольт) разнесла ядро в «мелкие дребезги». Эти «дребезги» прекрасно видны на фотографии.

Одна античастица приводит с собой другую

В основном «дребезги» состоят из пи-мезонов. Вы не ожидали?

Вам казалось, что антипротон и протон при встрече должны вести себя подобно другой братской паре – позитрону и электрону? Иными словами, они должны были превратиться в пару или тройку фотонов.

Но разумная природа поступила иначе. Она превращает частицу и ее античастицу при их аннигиляции в кванты именно «их», а не «чужих» полей. Квантами поля, «своего», электронам и позитронам действительно служат фотоны.

Для ядерного поля, как мы знаем, такими квантами являются пи-мезоны. Иначе, смотришь – один протон исчез со своим зеркальным братом, потом другой, третий, оставив лишь фотоны.

Редко это могло бы происходить? А что такое «редко» для вечной и бесконечной Вселенной? Один миг! Между тем мы что-то не замечаем, чтобы протоны потихоньку исчезали из нашего мира. Природа как будто поддерживает некое равновесие между числом протонов и электронов в мире. Электрон может превратиться вместе с позитроном в кванты электромагнитного поля – фотоны. Но в другое время фотоны могут превратиться обратно в пару этих частиц.

Но протона с антипротоном из них уже нельзя состряпать. Это дело пи-мезонов.

Разумеется, протонный и электронный миры природа не разгородила стеной. Те же пи-мезоны, распадаясь, в конечном счете превращаются в электроны. Зато в другом месте и в другое время другие, более энергичные пи-мезоны будут рождать вполне реальные пары из протонов и антипротонов.

Об этом превращении частиц вещества в кванты поля и обратно, квантов поля в частицы вещества мы уже вкратце упоминали в главе о позитроне. Однако серьезный разговор об этом отложим до следующей главы.

До сих пор мы почти обошли молчанием, так сказать, «тылы» отряда охотников за частицами. Эти тылы – повара-теоретики. На них возложено почетное задание: состряпать из охотничьих трофеев наиболее вкусное блюдо современной физики – единую теорию всех частиц. Сегодня кухня работает полным ходом.

Можно, конечно, подобно нетерпеливой хозяйке, совать поминутно нос на эту кухню, тревожа поваров. Можно и запастись терпением, чтобы узреть готовое блюдо. Однако блюдо готовится очень медленно. Мы выбираем не то и не другое: в следующей главе придем и прочно засядем на кухне теоретиков, с робкой надеждой постичь тайны искусства поваров.

А пока что вернемся к антипротону. Он пришел к физикам не один. Он привел за собой еще одну античастицу. Она была открыта год спустя, и физики поняли, что это антинейтрон.

Поняли сразу, потому что предвидели коварство антипротона. Из «жаркой» встречи зеркальных братьев могли родиться не только «дребезги» пи-мезонов. Братья могли и не повредить друг друга. Если можно так выразиться, они при этом лишь сняли свои шляпы – электрические заряды.

Заряд протона погасил заряд антипротона, и на свет появились две нейтральные частицы с почти теми же массами, что у исходных частиц. Нейтрон и антинейтрон!

А эта пара аннигилирует уже привычным образом: от их «тел» остаются лишь «дребезги» пи-мезонов. Образование такой пары – событие совсем уж редкое. Давно уже Сегре и его сотрудники улучшили производительность своей машины до десятка антипротонов в минуту, а антинейтроны все еще появлялись буквально поштучно.

На этом, пожалуй, пора закончить разговор о том, как сбылось предсказание почти двадцатипятилетней давности. Теперь речь пойдет еще об одном удивительном пророчестве. О частице, которую физики с полным основанием могли – и еще сегодня могут – считать рекордом неуловимости. О нейтрино.

Подарок на кончике пера

Альфа-излучение радиоактивных ядер с самого начала нашего века благодаря Резерфорду заняло прочное и важное место в арсенале физиков. Бета-излучением до поры до времени мало кто интересовался.

Просто еще один источник электронов! Причем никудышно слабенький даже в сравнении с тусклой электрической лампочкой, из нагретого волоска которой ежесекундно вырываются полчища электронов.

Очередь бета-распада наступила в начале тридцатых годов, когда к нему обратилась квантовая механика. За два года до того она разгрызла орешек альфа-распада ядер. Казалось, что и тайна бета-распада не устоит перед ее натиском.

Однако с самого начала квантовой механике пришлось столкнуться с двумя весьма неприятными для нее обстоятельствами. Вы помните – она лишила электроны пристанища в ядре? Между тем электроны нахально вылетали из ядер! Мало того, они вылетали из ядер с какой угодно энергией!

Вот этого квантовая механика уже никак не могла им простить! Электроны подкапывались под самые ее основы. Ядро, как показывал альфа-распад, – самый настоящий квантовый объект. Частицы в нем имеют ряд дозволенных энергий, наподобие атома. Об этом же свидетельствовали и ядерные гамма-лучи. Они состояли, подобно спектру атома, из ряда узеньких линий.

Спектр ядерных электронов не обнаруживал же и намека на линии! Выходило, что, с одной стороны, ядро – квантовая система частиц, а с другой – вовсе не квантовая. Этого физики не могли стерпеть.

Привыкшие к двуликости мира сверхмалых частиц, они, однако, не признавали такой его двуликости в одном – в энергии. Частица в данных условиях может иметь либо любую энергию, либо только ряд разрешенных ей энергий. Если она совершенно свободна, то ее энергия может быть любой. Если она связана в коллективе частиц, то ее энергия может иметь лишь набор разрешенных значений. Что-нибудь одно! Неважно, атом ли это, ядро или что-то другое: этот закон действителен для всех частиц.

Все это до сих пор говорило о том, что частицы в ядре могут иметь не любую энергию. А вот любая энергия электрона, появляющаяся из ядер, говорила об обратном. Что же, уступить электрону? Даже и не думайте!

У одних физиков это упорство доходило до безрассудства. Спор с электроном затягивался, и горячие головы пустили в ход незаконные аргументы.

Они покусились не много, не мало, как на сам закон сохранения энергии – на краеугольный камень всей физики. Мол, в виртуальных процессах этот закон вроде как бы не выполняется, а здесь, в бета-распаде, уже нарушается не виртуально, а наяву! Правда, эти физики затем быстро одумались.

Спор затянулся – надо его кончать. В 1933 году Энрико Ферми и независимо от него Вольфганг Паули сообщают о том, что победа в споре на их стороне.

Однако им верят далеко не все. Помните, статью Ферми о бета-распаде даже вернули автору? Снова – даже самые выдающиеся теории не сразу завоевывают мир физиков.

Теория Паули и Ферми одним махом разрешила оба неприятных вопроса бета-распада. Электроны летят из ядер, хотя им запрещено там находиться? Так их там и нет: они появляются лишь в тот миг, когда один из ядерных нейтронов превращается в протон, выбрасывая «из себя»… электрон! Оттого-то электроны и вылетают из ядра, что не могут жить в нем. Так что в этом запрете на прописку права квантовая механика.

Электроны имеют любую энергию, хотя это им запрещено? Это означает лишь, что вместе с электроном из ядра вылетает, видимо, еще какая-то частица. По сумме энергий электрон и эта частица имеют уже не любое значение, а то, которое дозволяет квантовая механика.

Но распределить между собой унесенную из ядра энергию сообщники могут как им угодно. Это уже вне компетенции строгой квантовой теории. От этого «как угодно» и получается, что электроны имеют любую энергию.

Однако электрон виден всем, а его сообщник что-то незаметен. И этому Ферми и Паули дают объяснение. Во-первых, сообщник не имеет электрического заряда. Во-вторых, он имеет массу, ничтожную в сравнении даже с массой электрона.

Какая-то в миллионы раз более легкая копия нейтрона! И Ферми называет ее ласкательно: «маленький нейтрончик». По-итальянски это звучит: «нейтрино».

Новая частица родилась, но пока что на кончике пера теоретиков.

По невидимому следу

Как ее искать? Нейтрино не заряжено электрически – значит, ни в счетчиках, ни в камерах, ни в фотопластинках следов не оставляет. Нейтрон также «бесследен», но он хоть оставляет весьма зримые следы, вроде поврежденных ядер и даже, чего хуже, разрушенных до основания городов.

Нейтрино же – форменным образом дух бесплотный! Впрочем, первые косвенные «следы» его появления физики наблюдают уже в довоенные годы. Это изломы следов мю-мезонов. Мы уже говорили об этом не раз. И не раз у читателя мог встать вопрос: а почему, собственно, при распадах мю-мезонов след ломается? Разве не может мю-мезон отдать своему наследнику электрону всю энергию?

Оказывается, не может. Ведь, кроме энергии, у мезона еще есть импульс. Закон сохранения импульса – такой же суровый, как и закон сохранения энергии. А нагрузиться импульсом от в двести раз более тяжелой частицы – это электрону не под силу. Он тут же сбрасывает часть ноши, а ее услужливо подхватывают его сообщники – нейтрино. И здесь происходит дележ добычи!

И, как водится в таких случаях, сообщники разбегаются в разные стороны. Оттого электрон и бежит в сторону от пути своего родителя, оттого и ломается след. Такую же картину спустя несколько лет физики смогли наблюдать при распаде пи-мезонов на мю-мезоны. Здесь тоже присутствовал незримый сообщник в дележе энергии и импульса пи-мезона.

Теперь физики почти безоговорочно уверовали в существование нейтрино. Они, однако, убедились и в другом. Выполненные в те годы расчеты показали, что даже сам дух бесплотный должен выглядеть грубейшим зверем по сравнению с нейтрино!

Нейтрино – это почти непостижимое чудо деликатности. Он может пробежать всю видимую в телескопы Вселенную и не коснуться ни одной частицы! Что там – сквозь Землю! – нейтрино может не задеть ни одной частицы даже в чудовищно плотных недрах звезд.

Вот это да! Стоит ли даже и думать о поимке сверхнеуловимого нейтрино? Можно только поражаться смелости тех людей, которые не спасовали перед этой магией природы, а, поразмыслив, заключили: стоит.

И не только думать о поимке, но и ловить нейтрино! Это были американские физики Клайд Коуэн и Фредерик Рейнс.

Схема опыта Коуэна и Рейнса по «поимке» нейтрино. Нейтрино (пунктирная линия) встречает протон в точке 1 и превращает его в нейтрон и позитрон. Последний в точке 2 аннигилирует с электроном, испуская два гамма-кванта. Эти кванты регистрируются верхним и нижним счетчиками сцинтилляций. Нейтрон блуждает в растворе несколько миллионных долей секунды (зигзагообразная линия), а затем захватывается ядром кадмия в точке 3. При этом рождаются три гамма-кванта, которые регистрируются сцинтилляционными счетчиками. Если такая цепочка событий следует с интервалом в миллионные доли секунды, значит, она вызвана нейтрино. На стр. 203 – общий вид установки Коуэна и Рейнса. Видны некоторые из 90 фотоумножителей, встроенных в стенку белого бака.

Первый вопрос, который встал перед ними, – где искать? В космических лучах? – бесполезное дело. Нельзя же избрать для охоты заповедник во многие миллиарды кубических километров, по которому бродят нейтрино.

Возле мощных ускорителей – это лучше. Заповедник поменьше, но нейтрино все равно мало – какие-нибудь тысячи штук в секунду от распадов мезонов, образовавшихся в мишени ускорителей.

Лучше всего ядерный реактор. Вместо того чтобы миллионы лет охотиться за тысячами частиц, лучше несколько месяцев охотиться за миллиардами частиц!

А из реактора летят целые тучи нейтрино. Ежесекундно в нем появляются при развале ядер триллионы нейтронов. Ежесекундно они захватываются ядрами, образуя радиоактивные изотопы. А эти изотопы, испытывая бета-распад, выбрасывают полчища электронов в паре с их неуловимыми сообщниками.

Электроны – те застревают в теле реактора и толстенной его защите. Нейтрино же проходят сквозь эти стены, словно через пустое место. Вот тут и надо расположить сеть для их поимки, решили ученые.

Второй вопрос – как искать? Решение было очень остроумным – вернуть нейтрино в ядро! Разумеется, не в то, из которого он вылетел, а в другое, поставленное на его пути.

Как возникают нейтрино? Нейтрон в ядре распался на протон, электрон и нейтрино. А если теперь нейтрино столкнется с протоном, то распад пойдет «обратным ходом»: возникнут нейтрон и позитрон.

Но ход обратного процесса будет чудовищно медленным. Миллиарды миллиардов нейтрино пройдут сквозь протон, как через пустое место, и лишь один из них соблаговолит заметить его присутствие. На этом и был построен весь план поимки нейтрино.

Суть опыта такова.

Позитрон, возникший при захвате нейтрино протоном, уносит с собой приличную энергию и должен ионизировать атомы на своем пути. Пройдя один или два сантиметра (на это ему потребуется лишь стомиллиардная доля секунды), он растратит свою кинетическую энергию и будет проглочен первым встречным зеркальным братом – электроном. На свет появится пара фотонов гамма-лучей.

Новорожденный нейтрон обделен энергией и движется медленно. Он блуждает, сталкиваясь с ядрами, и еще более замедляет свое движение. В конце концов его съедает какое-нибудь ядро, в результате чего испускается радиоактивное излучение, например те же гамма-фотоны.

Помните счетчик с кристаллом и фотоумножителем на «баррикадах»? Он очень активно реагирует на приход гамма-квантов, и потому его решили использовать экспериментаторы. Но очень крупного кристалла не вырастишь, а чем больше его объем, тем лучше – тем большее пространство можно обозреть с его помощью.

После размышления ученые решили заменить кристалл жидкостью, обладающей подобными свойствами. Выбрали толуол. Чтобы увеличить число «реагирующих» с нейтрино протонов, в бак долили жидкость, богатую водородом. И наконец, чтобы сократить время блуждания новорожденного нейтрона, к смеси добавили кадмий: его ядра хватают нейтроны с невиданной жадностью. Теперь нейтрон гуляет в свободном виде лишь какие-нибудь миллионные доли секунды.

Все эти жидкости залили в огромный бак – чуть ли не на 15 кубометров. Чего стоила одна лишь их очистка даже от совершенно ничтожных загрязнений! Уж этот опыт должен был быть сверхчистым!

Очистили и бак, а стенки его покрыли белой краской, чтобы они совершенно не поглощали слабого света вспышек толуола. Наконец, в жидкость добавили специальное вещество, которое придавало вспышкам цвет, наилучшим образом отражавшийся стенками. И, наконец, встроили в стенки бака несколько сотен самых лучших фотоумножителей.

И все это сооружение с величайшими предосторожностями захоронили в защитной стене одного из самых мощных ядерных реакторов. Наружу выходили лишь провода питания фотоумножителей и провода, по которым передавались сигналы от них.

Образование позитрона почти мгновенно давало вспышку в жидкости – сначала от ионизации, а затем от его аннигиляции. Обе эти вспышки следовали друг за другом быстро и практически сливались в одну. Затем спустя миллионные доли секунды следовала вторая вспышка от гамма-квантов, выброшенных ядром кадмия при захвате блуждавшего нейтрона.

Ученые засели за счет вспышек. Но прежде всего они застраховали себя. В конце концов такая комбинация вспышек могла быть вызвана разными случайными причинами – и космическими лучами, и радиоактивностью неработающего реактора, и многими другими.

Поэтому, еще до того как замуровать бак в стену реактора, они провели длительный контрольный опыт. Вы уже догадываетесь, что они считали фон. И только после этого начался долгий решающий опыт.

Медленно набираются редкие вспышки при работающем реакторе. Одна, вторая, третья. И только спустя длительное время становится ясным, что число вспышек в баке при работающем реакторе уже чуть-чуть превышает их число в контрольном опыте. Какие-нибудь три дополнительные вспышки в час.

Чуть-чуть! Но это несомненное «чуть-чуть». Оно выходит за пределы ошибок опыта. Единственной его причиной может быть только существование нейтрино.

Вот и все. Вы, должно быть, разочарованы? Вы ожидали чего-то весомого, зримого, яркого? Тогда еще раз перечитайте предыдущие главы этой книги. И вам станет ясно, что в невесомом и столь трудноуловимом мире сверхмалых частиц самые выдающиеся победы достигнуты, в сущности, косвенным путем.

И глаз не видит, и ухо не слышит, и зуб неймет! Но то, что недоступно чувствам, покоряется мощи человеческого разума.