Текст книги "Жизнь и идеи Бруно Понтекорво"

Михаил Сапожников
Жизнь и идеи Бруно Понтекорво

Предисловие

История жизни Бруно Понтекорво ждет своего кинорежиссера. Он может снять биографический фильм о великом ученом, идеи которого получили признание в виде шести Нобелевских премий. Может снять большую семейную сагу о судьбе состоятельной семьи текстильных фабрикантов из Пизы в эпоху Муссолини. Детектив о побеге Бруно вместе со всей своей семьей в СССР. Драму настоящего коммуниста, теряющего свои идеалы в эпоху гласности и перестройки.

Мне интересен Бруно как большой ученый и замечательный человек. В мою жизнь он вошел статьей в журнале «Юность», которую я прочел в восьмом классе. Четко осталось в памяти: таинственный город счастья – Дубна, где живут небожители-физики и загадочный Понтекорво. Эта статья во многом определила мою жизнь. Мне сильно повезло – детские мечты стали реальностью. Через десять лет на доске объявлений физического факультета МГУ я увидел, что академик Понтекорво приглашает студентов на свою кафедру и устраивает лекцию о физике нейтрино. На этой встрече я впервые увидел Бруно и был просто очарован. И тем, что он рассказывал, и тем, как он выглядел.

Конечно, я выбрал для диплома работу на его кафедре, попал в Дубну – фантастика продолжалась. Моя научная судьба была во многом связана с проверкой идей Бруно. Горжусь, что вместе с Л. А. Кондратюком ввели в научный обиход термин «реакции Понтекорво» – особый класс реакций аннигиляции антипротонов с ядрами.

Отдельным большим проектом моей жизни стало участие в издании научных трудов Бруно Максимовича. Сначала сборник избранных статей был опубликован с помощью Итальянского физического общества на английском. Затем в издательстве «Физматлит» был выпущен двухтомный сборник, в котором первый том содержал научные статьи, а второй том – воспоминания о Бруно [1]. По материалам книги был создан сайт http://pontecorvo.jinr.ru, на котором размещена также многочисленная коллекция фотографий.

В 2003 г. я написал сценарий фильма о Бруно [2]. В ходе съемок нам удалось взять интервью у брата Бруно, известного кинорежиссера Джилло Понтекорво, а также у разных людей, знавших Бруно еще во время его жизни в Пизе.

В 1998 г. мы провели в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне первую международную школу для молодых ученых, посвященную Понтекорво. Во время проведения школы были записаны несколько видеоинтервью с коллегами, хорошо знавшими и работавшими вместе с Бруно: С. М. Биленьким, С. С. Герштейном, Дж. Фидекаро, Р. Риччи. Была открыта большая выставка фотографий Бруно, сделанная замечательным фотографом Ю. А. Тумановым, которая до сих пор украшает холл одной из лабораторий ОИЯИ [3].

Вполне логично было оформить все накопленные материалы в виде книги. Однако триггером для меня стал труд Ф. Клоуза «Полураспад: разделенная жизнь Бруно Понтекорво, физика или шпиона» [4]. Фрэнк Клоуз – известный специалист в области физики элементарных частиц, известный популяризатор науки – провел большую работу в архивах, взял много интервью с людьми, знавшими Бруно. Получилось очень интересное исследование. Но притянутое к простой версии: шпион. Основное доказательство – написанная латиницей русская матерная фраза, приписываемая Бруно. Это возмутило меня настолько, что работа над этой книгой стала каждодневным занятием.

К сожалению, Клоуз не одинок в своем стремлении представить судьбу Бруно в стиле эпопеи Джеймса Бонда. Такой же точки зрения придерживается и Симон Туркетти, автор другой книги о судьбе Понтекорво [5]. Конечно, для продаваемости книги вкус сенсации необходим, и шпионская версия наиболее выгодна. Но трудно представить себе Джеймса Бонда, совершающего побег с женой и тремя детьми.

Отдельное место в литературе о Бруно занимает замечательная книга известной итальянской журналистки Мириам Мафаи [6]. Она написана на основе серии интервью с Бруно и, можно сказать, является авторизованной биографией. Но и сам Бруно написал ряд автобиографических статей и достаточно подробно рассказал о различных эпизодах своей жизни. Они составили отдельный раздел во втором томе сборника его избранных трудов (ИТ) [1]. Однако далеко не все материалы из архива Бруно вошли в ИТ. Одно время мы хотели собрать его выступления на различных конференциях в отдельную книгу, но не получилось набрать солидный объем. Некоторые из этих материалов будут впервые приведены в этой книге.

В дополнение к электронной версии я завел два телеграм-канала:

https://t.me/bruno_pontecorvo – здесь размещены видеоинтервью и различные материалы, использованные в книге;

https://t.me/bruno_pontecorvo_photo – это коллекция фотографий, на которые есть ссылки в книге.

Бруно Понтекорво – великий физик. И мне хотелось в первую очередь рассказать именно об оригинальности и глубине его физических идей. Поэтому в книге будут формулы и графики, без которых красоту эксперимента или теоретического предложения трудно объяснить.

Судьба же Бруно говорит сама за себя.

1. Семья Понтекорво

Когда я первый раз попал в Пизу, мне захотелось найти дом, где жило семейство Понтекорво. Джиль Понтекорво, сын Бруно Максимовича, точного адреса не помнил, но снабдил меня наводящей информацией: дом стоит рядом с пьяцца деи Мираколи (площадью Чудес) – главной площадью Пизы, где находится великолепный собор, баптистерий и знаменитая падающая башня.

Я прошел площадь Чудес, вышел на соседнюю улицу и обратился к первому попавшемуся карабинеру с вопросом, не знает ли он, где находится дом Понтекорво. Он направил меня в информационное агентство для туристов. Девушка в агентстве пожала плечами и послала в ближайший отель. Портье развел руками: не слышал. Тогда я увидел двух стариков, которые пили кофе на террасе отеля и спросил у них: «Не знаете ли, где здесь дом Понтекорво?». «Режиссера?» – спросил один. «Физика?» – спросил другой.

Получился невольный соцопрос: именно кинорежиссер Джилло Понтекорво и физик Бруно Понтекорво лучше всех славных представителей семьи Понтекорво зафиксированы в массовом сознании итальянцев (по крайней мере, посетителей местного кафе).

В итоге, чтобы найти дом Понтекорво, потребовалось 10 минут. Он стоит на улице Бонанно Пизано, 111, в нем сейчас находится отель «Рома» (Рис. 1–1).

Однако в Пизе есть и другие места, связанные с семейством Понтекорво. Например, улица Пеллегрино Понтекорво – дедушки Бруно. Его чтят как выдающегося предпринимателя, который создал в Пизе несколько текстильных фабрик. В 1915 году в компании Понтекорво было около 2000 рабочих, 1250 ткацких станков, 3000 вращающихся веретен и два цеха по окраске хлопка-сырца [7].

Сейчас в одном из зданий фабрики Понтекорво находится физический факультет Пизанского университета. В фойе этого здания стоит бюст Пеллегрино Понтекорво, я сфотографировал рядом с ним Джиля Понтекорво – правнука Пеллегрино (Рис. 1–2).

У нас в Дубне есть улица Бруно Понтекорво. Это стимулировало идею просить городские власти Пизы назвать одну из улиц его именем. От Объединенного института ядерных исследований в Дубне, где Бруно проработал всю свою жизнь в России, было направлено в мэрию Пизы письмо с этим предложением. Получили очень теплый ответ, инициатива была поддержана.

Рис. 1–1. Дом семьи Понтекорво (фото автора).

Рис. 1–2. Сын Бруно, Джиль Понтекорво, рядом с бюстом своего прадедушки Пеллегрино Понтекорво (фото автора).

Именем Бруно назвали небольшую площадь около здания физического факультета (Рис. 1–3).

Бруно родился 22 августа 1913 г. в курортном городке Марина-ди-Пиза, где семья держала виллу для летнего отдыха. Его мать Мария Марони (https://t.me/bruno_pontecorvo_photo/2) была дочерью известного миланского врача, директора госпиталя. Бруно запомнилось, что мать рассказывала ему не только про миланскую светскую жизнь, великолепные магазины, спектакли в Ла Скала, но и про постановку «Трех сестер» Чехова.

Отец – Массимо Понтекорво (https://t.me/bruno_pontecorvo_photo/3) – один из десяти детей Пеллегрино Понтекорво – продолжал семейный текстильный бизнес вместе с братом Аттилио. Их дома на улице Боннано Пизано стояли напротив друг друга.

Мириам Мафаи записала [6] впечатления Бруно о том, как его маленького пугали толпы молодых рабочих, которые шли по улице и пели веселые революционные песни:

«Вот придет Ленин, вот придет Ленин, заставит всех работать, а хлеба не даст! И Понтекорво тоже будут работать без еды!».

Рис. 1–3. Митинг, посвященный открытию площади имени Бруно Понтекорво в Пизе (фото автора).

Страхи кончились, когда Бруно услышал, что отец тоже напевает эту песню, отбивая ритм по столу.

Отец Бруно очень хорошо относился к своим рабочим. Когда к власти пришел Муссолини, Массимо отказался вступить в фашистскую партию, а фашистского лидера Пизы Буффарини-Гвиди даже вызвал на дуэль, когда тот посмел прийти к нему с предложением назвать имена рабочих – организаторов забастовки. Буффарини-Гвиди сделал впоследствии карьеру и стал министром внутренних дел в правительстве Муссолини.

Бруно не раз подчеркивал, что именно отцовское стремление к справедливости сыграло ключевую жизнь в его судьбе.

У Бруно было четверо братьев – Гвидо (1907–1999), Паоло (1909–2004), Джилло (1919–2006), Джованни (1926–2006) и три сестры – Джулиана (1911–1994), Лаура (1921–2011), Анна (1924–1986).

Наибольшую известность в массовом итальянском сознании, как мы видели из моего опроса в Пизе, имел младший брат Бруно – кинорежиссер Джилло Понтекорво. Очень советую посмотреть его замечательный фильм «Битва за Алжир», удостоенный премии «Золотой лев» Венецианского кинофестиваля. Снятый в 1966 г., он до сих пор поражает современностью постановки проблемы восприятия терроризма. Джилло долгое время был директором Венецианского кинофестиваля.

Большую известность, правда, в не столь широких кругах, имел и старший брат Бруно – Гвидо. Он работал в Эдинбургском университете, занимался генетикой, был членом английского Королевского общества.

Брат Паоло выбрал инженерную специальность, в 1938 г. переехал в США, участвовал в разработке радара. Джованни жил в Англии, занимался мелким бизнесом. Сестра Джулиана, в замужестве Табет, стала журналисткой. Они с мужем играли видную роль в Итальянской компартии. Анна эмигрировала в Англию и работала учительницей. Лаура стала медсестрой.

В детстве Бруно пришлось пережить неприятное переживание, которое он даже счел нужным упомянуть в самом начале своей автобиографии [8]:

«Родители, люди консервативные, были достаточно требовательными и имели о каждом из нас определенное мнение, которое не выражали. Мы были знакомы с этим мнением, являясь вольными или невольными слушателями их разговоров. Вот оно: Гвидо – самый умный из братьев, Паоло – самый серьезный, Джулиана – самая образованная, Бруно – самый добрый, но самый ограниченный (об этом свидетельствовали его глаза – добрые, но не умные). Этому мнению я обязан за свою застенчивость и комплекс неполноценности, которые висели надо мной почти всю жизнь».

Только вдумайтесь: к моменту написания автобиографии Бруно был успешным, уважаемым человеком, академиком, лауреатом, отцом трех детей. И вот уже во втором абзаце рассказа о своей жизни он пишет о мнении родителей, сделавшем его застенчивым и неуверенным! Это вдвойне удивительно: для людей, которые знали Бруно по жизни, он всегда был ярким, веселым, обаятельным, легким человеком. Если представить себе эту картину – ребенка, невольно услышавшего от родителей их суждения о собственном характере и получившего потом комплекс на всю жизнь – хочется пожелать никому не повторять ошибки родителей Бруно.

В семье любили музыку. Устраивали семейные концерты. Бруно в 8 лет стал учиться играть на скрипке, и это ему очень нравилось. Джилло Понтекорво рассказывал [9], что когда Бруно было 10 лет, родители спросили, какой инструмент ему купить – пианино или скрипку, он немедленно ответил – скрипку.

Но больше всего он любил теннис. Его тетя Клара Колони имела свой теннисный корт, на котором происходили ожесточенные баталии. По свидетельству Джилло Понтекорво [9], Бруно выиграл чемпионат Италии в паре во втором дивизионе. В 16 лет он был приглашен в юношескую сборную Италии по теннису и должен был поехать на сборы во Францию, но родители не пустили. Даже много лет спустя Бруно рассказывал об этом эпизоде с большой горечью.

Бруно закончил лицей R. Ginnasio Galilei. Его классный журнал 1920 г. до сих пор хранится в лицее. Когда мы снимали его для фильма о Бруно [2], директор лицея очень просила, чтобы в кадре остались только отметки Бруно. Ведь нельзя же показывать личную информацию других учеников без их согласия. Вдруг потомки учеников лицея узнают, что в 1920 г. их предки имели тройку по итальянскому!

Бруно блестяще учился в школе. За один год он перепрыгнул три класса. Но это создало и очевидные проблемы, с которыми сталкиваются все молодые вундеркинды. Джилло Понтекорво рассказывал нам [9], что когда 12 летний Бруно очутился на экзамене вместе с подростками 16–17 лет, он почувствовал себя в такой компании очень неуютно и стал сильно волноваться. Он хорошо знал одну тему. И надо же, именно эта тема выпала ему на экзамене! Казалось бы, надо только радоваться. Но нервное напряжение было так велико, он так волновался, что от неожиданного счастья – заплакал. Суровый экзаменатор посмотрел на плачущего мальчика и строго сказал: «Ну что за сантименты! Здесь у нас нет нянечек!».

Джилло Понтекорво говорил, что в детстве Бруно был необыкновенно скромным:

«Мы никогда не слышали от него “Я”. Такое впечатление, что это местоимение отсутствовало в его словаре. Полная скромность сопровождалась у него живым интересом к другим людям» [9].

2. В группе Ферми

Однажды друг Гвидо, студент-физик Франко Разетти, привел в дом Понтекорво своего однокурсника, некоего Энрико Ферми. Разетти утверждал, что его товарищ – настоящий гений. Бруно тогда было 10 лет, но ему запомнилась реакция родителей и братьев: «Не преувеличивает ли Разетти? Кто может поверить, что такой застенчивый и молчаливый юноша – гений!» [10].

Прошло 8 лет, и следующая встреча Бруно произошла уже с профессором Э. Ферми. Дело в том, что в 16 лет Бруно поступил на инженерный факультет университета Пизы, где проучился два года. Однако ему не нравилось черчение, и он захотел заняться изучением физики. Естественно, когда Гвидо узнал об этом желании брата, то сразу посоветовал ему переехать в Рим, к своему другу Франко Разетти, который тогда уже работал в группе физиков под руководством профессора Энрико Ферми.

Это был без преувеличения судьбоносный выбор, который не только определил дальнейшую профессиональную жизнь Бруно, но и дал ему уникальную возможность работать вместе с большим ученым и участвовать в совершении эпохального открытия.

В одном из своих интервью [11] Бруно говорил, что встреча с Ферми – это чистое счастье, поскольку в то время он ничем, кроме тенниса, не интересовался. Ферми стал для него образцом ученого. В рабочем кабинете Бруно в Дубне висели два портрета – Ферми и Жолио-Кюри.

Лаборатория Ферми, как вспоминал Бруно, была

«первоклассной, но довольно маленькой. В ней работало не больше десяти научных сотрудников и техников. Физический факультет в то время оканчивали 1–2 студента. Средства для экспериментальных исследований были буквально ничтожны. Я помню, например, как однажды, чтобы сэкономить средства для научных исследований, Ферми решил изготавливать обычные электрические вилки в своей лаборатории» [12].

Разетти и Ферми устроили молодому юноше вступительный экзамен. Бруно рассказывал [10], как по итогам собеседования Ферми резюмировал:

«К сожалению, сегодня физики делятся на две категории: теоретики и экспериментаторы. Требования к теоретикам очень высоки. Если физик-теоретик не находится на очень высоком уровне, его работа бессмысленна. В этом отношении есть аналогия, скажем, между профессией физика-теоретика и профессией ученого-египтолога. Если египтолог не оказался исключительно ярким ученым, это означает, что он просто ошибся в выборе профессии. Что же касается физиков-экспериментаторов, то здесь и для человека средних способностей всегда есть возможность быть полезным. Экспериментатор может, скажем, измерять плотность разных веществ. Это будет очень нужная работа, хотя для этого не требуется большого ума».

Бруно определили в экспериментаторы. Вероятно, на экзамене он выглядел «не на очень высоком уровне». Тем не менее он поступил на третий курс физического факультета университета в Риме и сумел блестяще защитить диплом, получив 110 баллов из 110 возможных, в возрасте 20 лет [13, 14]. Тогда это было редким исключением, да и в наше время мало кто успешно заканчивает университетское образование в 20 лет. Руководителем дипломной работы был Франко Разетти. У него был редкий в то время прибор – электронный микроскоп. На защите Бруно он сказал, что главное достоинство дипломанта состоит в том, что он благополучно выжил, не пострадав от высокого напряжения электронного микроскопа [11].

Первая работа Бруно была посвящена оптической спектроскопии, он закончил ее летом 1934 г. После летних каникул Бруно отрядили в помощь к другому сотруднику из группы Ферми – Эдоардо Амальди – заниматься новой перспективной темой: исследованиями искусственной радиоактивности.

3. Замедление нейтронов

В 1934 г. Ферми и его группа активно изучали недавно открытый интересный феномен – искусственную радиоактивность. Естественная радиоактивность состоит в том, что некоторые элементы могут самопроизвольно, без какого-либо внешнего воздействия, испускать ядра гелия (α-распад), электроны (β^--распад), позитроны (β⁺-распад) или гамма-кванты. Типичным примером радиоактивного элемента является уран. Однако вопрос о том, можно ли заставить излучать обычное вещество, например, алюминий, оставался без ответа до опытов, которые в 1933 г. выполнили Фредерик Жолио и Ирен Кюри. Они облучали легкие элементы (бор, бериллий, алюминий) ядрами гелия (α-частицами) и обнаружили, что после этого воздействия образцы стали излучать позитроны.

Ферми решил повторить опыты Жолио и Кюри, но облучать образцы нейтронами. Логика была простая: положительно заряженным α-частицам для взаимодействия с ядром надо преодолеть кулоновское отталкивание положительно заряженных протонов ядра. Тогда как нейтрон не имеет электрического заряда и должен легко вступать в ядерные реакции.

Опыты тоже были довольно простые: ампулу с радон-бериллиевым источником нейтронов подносили к образцу. Облучали его определенное время, а потом образец перемещали к счетчику Гейгера и смотрели, возникла ли в нем какая-то наведенная активность, излучает ли он, и если да, то какова интенсивность излучения.

Однако были детали: радон – это радиоактивный газ, который выделяется из радия и имеет период полураспада Т = 3,82 дней. То есть для многодневных опытов необходимо иметь постоянный источник радона, что далеко не просто. К счастью, уже в то время медики использовали радон как средство борьбы с раковыми опухолями. В подвале Института Ферми находилась лаборатория медицинского института, в которой ее директор Джулио Трабакки устроил газовый стенд для наполнения радоном небольших (порядка 10 мм) стеклянных ампул. Радон – мощный источник альфа-частиц, если в ампулу с газом поместить бериллиевую пудру, то за счет реакции

α + ⁸Be —> n + ¹²C

получится источник нейтронов. Правда, источники Трабакки излучали не только нейтроны, но и гамма-кванты. Поэтому в комнате, где облучался образец, измерять его было нельзя. Экспериментатор брал образец и бегом нес его в измерительную лабораторию, находившуюся в конце длинного коридора. Естественно, эту важную часть опытов поручали самому молодому сотруднику – то есть Бруно. Он потом не раз вспоминал, сколько километров пришлось набегать по коридорам здания на виа Панисперна, 10, где находился Институт физики Ферми.

К 1934 году группа Ферми облучила более 60 элементов, и у 40 нашли наведенную искусственную активность. Но никакого точного измерения активности не проводилось. Все делалось чисто качественно, просто фиксировалось: большая, средняя или малая активности. Нужен был какой-то эталон, мера активности. Чтобы добиться количественных результатов, образцам была придана форма маленьких полых цилиндров одинаковой величины, внутри которых можно было поместить стеклянную ампулу с источником нейтронов. Поскольку нейтроны из ампулы летели во все стороны, такая геометрия опыта позволяла облучить цилиндрик как можно лучше. Кроме того, счетчик Гейгера был тоже цилиндрической формы, и цилиндр облученного вещества просто надевался на счетчик.

Однако возникали странные проблемы. Например, в сентябре 1934 Эдоардо Амальди обнаружил новый радиоизотоп алюминия с периодом полураспада 2,3 минуты. Но когда через несколько дней опыт повторили, никакой активности обнаружено не было. Положение усугубилось тем, что Ферми успел рассказать об этом эффекте на международной конференции. Получилась очень неприятная ситуация. Ферми решил всерьез изучить эту проблему и дал задание Амальди и молодому Понтекорво разобраться с возникшими странностями.

В качестве эталонного образца для облучения Амальди и Понтекорво выбрали небольшой серебряный цилиндр. Стали проводить первые опыты. Измерения шли хорошо, однако выявился досадный нюанс. Степень наведенной активности образца серебра странным образом зависела от стола (!), на котором проводился опыт. Серебро, облученное на деревянном столе, показывало несколько большую активность, нежели при облучении на мраморном столе. Такие мелкие нестыковки постоянно возникают в ходе экспериментальных работ. Что-то где-то ведет себя не так, как предполагает экспериментатор, и зачастую вопрос о происхождении этих нестыковок заметается под ковер и серьезно не изучается. Однако Ферми дал указание детально разобраться, есть ли вообще такой эффект и в чем его причина.

Амальди и Понтекорво поступили классически: чтобы отделаться от непонятных эффектов окружающей среды, надо ее изолировать, свести ее влияние к минимуму. Для этого сделали свинцовый домик со стенками 5 см толщиной – ласково названный «castelletto» (маленький замок) – и стали облучать образец внутри домика. Причем отделили источник нейтронов от облучаемого серебряного цилиндрика и измеряли наведенную в нем активность в зависимости от расстояния. Ожидалось, что она должна падать как квадрат расстояния R между источником и образцом. Именно такую картину давали опыты без «кастеллетто», когда источник и образец размещались на обычном столе. Однако записные книжки Э. Амальди зафиксировали 18 октября 1934 г. удивительный результат: цилиндрик внутри «кастеллетто» обретал одну и ту же активность, независимо от расстояния до источника [10, 13]. Если на открытом столе относили цилиндрик на 20 см, то его активность сильно падала, практически исчезала. В «кастеллетто» этого не происходило. Казалось, в свинцовом боксе закон 1/R² переставал работать!

Разетти в этот результат просто не поверил, Ферми особого интереса не проявил, но велел продолжить эксперименты [15].

Сейчас мы понимаем, что причина была в том, что перерассеяния нейтронов внутри свинцового домика создавали практически однородное нейтронное поле. Но тогда общая мысль была проста: раз что-то случается в свинцовом домике, наверное, это что-то связано со свинцом. Естественное желание – изучить, как свинец влияет на активацию.

Для этого решили сделать свинцовый клин толщиной 5 см, поставить его между источником и серебром и посмотреть, что будет. Интуиция подсказывала, что наведенная активность должна упасть. Все-таки свинцовый клин – какое-то препятствие, нейтроны должны в нем поглощаться.

Измерения должны были сделать утром 22 октября 1934 г. Однако, когда Ферми пришел в лабораторию, оказалось, что почти все сотрудники были заняты приемом экзаменов у студентов и только Энрико Персико стал единственным свидетелем произошедшего открытия. Как потом рассказывал Ферми [16], он долго обрабатывал заготовку свинца на токарном станке, чего обычно не делал. Почему-то ему совсем перестала нравиться идея поставить свинцовую преграду, и он всячески оттягивал начало проведения опыта. В какой-то момент он окончательно понял, что не хочет ставить свинец, и поставил в качестве экрана кусок парафина толщиной в 4 см. Сделал он это совершенно импульсивно, без какого-то обоснования или предварительного размышления.

На удивление оказалось, что парафин не уменьшал наведенную активность, а увеличивал! Увеличение было не очень большим, на фактор 1,8–1,9, но вполне отчетливым. Ферми с Персико сделали ряд повторных измерений – эффект четко наблюдался. Тут были вызваны все сотрудники группы Ферми, стали оживленно обсуждаться различные варианты, что теперь можно попробовать. Но Ферми пресек дискуссию знаменитой фразой: «Andiamo mangiare!»[1]1
  «Пойдем обедать!» (ит.)


[Закрыть] (говорят, так же Ферми реагировал при запуске первого ядерного реактора в 1942 г.).

Этот перерыв, который, как вспоминает Амальди [13], длился два часа, весьма интересен как пример того, что надо делать для совершения эпохальных открытий: меньше активности, больше мысли. Как важно подчас удержать себя от немедленного действия и задуматься над происходящим! Выбрать кажущееся ничегонеделание вместо активного, но хаотичного действия.

Когда все вернулись в лабораторию, Ферми четко изложил возможное объяснение: нейтроны, проходя через парафин, в котором много ядер водорода, эффективно замедлялись за счет упругого рассеяния на ядрах водорода. Cечение взаимодействия нейтронов с веществом резко растет по мере уменьшения их энергии. Поэтому нейтроны, замедленные в парафине, наводили гораздо большую активность в серебряном цилиндре, чем быстрые нейтроны, облучавшие образец без парафиновой прослойки. Важно, что замедление лучше всего происходит именно на легких ядрах, когда масса ядра-мишени сравнима с массой нейтрона. Если бы Ферми поставил свинцовый клин, то никакого эффекта он бы не заметил.

Если все это верно, то простейшим способом проверки являлось бы погружение источника и образца в воду. Что и было немедленно сделано. На территории Института был бассейн, где находчивые экспериментаторы и произвели experimentum crucius[2]2
  Решающий эксперимент (лат.)


[Закрыть]. Активность возросла в сотни раз!

Уже вечером 22 октября вся группа собралась в доме Амальди и за один вечер написала историческую работу [17]. Как вспоминает Э. Сегре [18]: «Ферми диктовал, я записывал, а Понтекорво, Амальди и Разетти разгуливали по комнате и комментировали написанное, причем все говорили одновременно. Стоял такой шум и неразбериха, что потом горничная спросила у хозяйки дома, скромнейшей и тишайшей Джинестры Амальди, не навеселе ли были гости? Джинестра работала в редакции Ricerca Scientifica, поэтому наша статья была доставлена в редакцию журнала уже на следующее утро».

Так обычно описывают эти события в учебниках и биографиях. О них даже снят художественный фильм Ragazzi di via Panisperna[3]3
  «Парни с улицы Панисперна» (ит.)


[Закрыть]. Там есть хороший кадр, когда радиоактивный источник и образец опускают в бассейн, слышен бешеный стук счетчика Гейгера, а мимо беззаботно проплывает золотая рыбка.

Создается обманчивое впечатление необычайной легкости: утром случайно взяли правильный клин, потом подвернулся бассейн с золотыми рыбками – и вот оно, открытие века! Однако если внимательно посмотреть на фото экспериментального журнала (опубликованного, например, в [19]), то видно, что Ферми делал свои записи еще 20 октября. Сама историческая статья [17] посвящена не только обнаружению факта увеличения наведенной активности при облучении в парафине. В статье описаны и результаты целого ряда контрольных опытов. Было выяснено, что:

• Радиевый источник без бериллия эффекта не дает. То есть эффект вызывают именно нейтроны, а не гамма-кванты, которые испускает чисто радиевый источник. Это очень важно для правильной интерпретации явления.

• Вода H₂O создает такой же эффект, как и парафин, но это происходит за счет наличия в воде водорода, а не кислорода. Для доказательства заменили водород на натрий, но опыт с NaNO₃ увеличения активности не дал.

• Кроме серебра, эффект наблюдается для меди и йода. Хотя в кремнии, цинке и фосфоре заметного увеличения активности не наблюдается.

Вряд ли это все было сделано за полдня 22 октября. Вполне может быть, что для опытов использовали обычное ведро с водой. Хотя бассейн с золотыми рыбками, никто не спорит, намного эффектнее[4]4
  Документы, хранящиеся в архиве Домус Галилеана в Пизе, в самом деле показали, что исторический опыт с парафином был 20 октября [17]. Потом несколько дней шла напряженная работа по проверке эффекта.


[Закрыть].

Обидно другое: при описании исторических открытий, как правило, не замечают черновую работу экспериментатора по постановке контрольных опытов и отсечению других возможных объяснений. Но именно в этом и состоял фирменный стиль группы Ферми, который Бруно пронесет через всю жизнь. Много раз его сотрудники будут удивляться, как в случае кажущегося открытия, когда все вокруг требовали начать писать статью и почивать на лаврах, Бруно настаивал на проведении контрольных опытов, которые порой приводили к исчезновению эффекта.

Интересно вспоминает об этом открытии сам Бруно [20]:

«Когда мы спросили Ферми, почему он поставил парафиновый, а не свинцовый клин, он улыбнулся и насмешливо произнес: “C.I.F. – Con Intuito Fenomenale!”[5]5
  «По феноменальной интуиции!» (ит.)


[Закрыть]… Было бы неправильно, если у читателя вследствие этой бравады создалось впечатление, что Ферми нескромен… Когда после обеда в тот знаменательный день он возвратился в институт и объяснил нам этот эффект парафина, введя понятие о замедлении нейтронов, то совершенно искренне сказал: “Как глупо, что мы открыли явление случайно и не сумели его предсказать”».

Известный итальянский физик Антонио Зикикки как-то сказал про Этторе Майорана – выдающегося теоретика, который тоже был членом группы Ферми [21]:

«Майорана принадлежал к разряду типичных сицилианцев, которые, когда в чем-то разбираются, вместо того чтобы радоваться, начинают огорчаться тому, что они не смогли додуматься до этого три часа назад, или три дня назад, или три месяца назад».

Видно, что хотя Ферми был родом из Рима, «типичные сицилианские настроения» у него тоже возникали.

Тайминг открытия замедления нейтронов выглядит совершенно фантастическим:

• 20 октября – Ферми меняет свинцовый клин на парафиновый.

• 21 октября – проводят дополнительные опыты.

• 22 октября – пишут статью.

• 23 октября – выходит журнал со статьей.

• 26 октября – подается заявка на итальянский патент № 324 458.

Можно все что угодно говорить про веселый смех и гульбу в доме Амальди, но все действия группы Ферми выполнены настолько четко и профессионально, что являются образцом для подражания.