Диэлектрики и сердца

Диэлектрики и сердца

Доброе начало

Физико-технический институт, носящий ныне имя А. Ф. Иоффе, расположен на Политехнической улице. Сквозь высокую ограду видно двухэтажное желтое здание с колоннадой у входа. Рядом со входом — мемориальная доска: «В этом здании с 1925 по 1941 год работал выдающийся русский ученый Игорь Васильевич Курчатов».

Да, именно сюда каждое утро приходил он своей быстрой, энергичной походкой, обуреваемый новыми планами, мыслями, идеями...

В 20-е годы коллектив института сплошь состоял из молодежи и его неспроста называли «детским садом». Двадцатидвухлетний физик, по словам академика А. Ф. Иоффе, «пришелся как нельзя лучше к этой среде не только молодостью, но и своим энтузиазмом, своим стремлением и умением работать в коллективе, способностью заражаться его интересами».

В институте и сейчас хранится серенькая книжка — сборник работ, изданный в 1926 году. Среди десяти публикаций значится и такая: «И. В. Курчатов и К. Д. Синельников. К вопросу о прохождении медленных электронов через тонкие металлические фольги».

В комнате, где начиналась исследовательская жизнь И. В, Курчатова, сейчас другое оборудование. Но нетрудно себе представить стол в углу, стеклянный баллон на нем, батареи, электрометр, напряженные лица Игоря и Кирилла, озаренные боковым предвечерним светом ноябрьского солнца.

Прошел лишь месяц пребывания Курчатова в институте, а он уже с головой окунулся в исследования.

Изучая литературу по прохождению электрического тока в разных материалах, он натолкнулся на любопытное сообщение. Один из специалистов, Хартиг, писал, что нашел способ получения медленных электронов путем пропускания их через тонкие слои металла. Курчатов понимал, что создать источник медленных электронов было бы очень важно «Как в технике физических измерений, так и в некоторых вопросах вакуумной электротехники, — писали Курчатов и Синельников в своей работе, — уже давно ощущается потребность в таком источнике медленных электронов». Но то, как Хартиг объяснял действие своего источника медленных электронов, насторожило Курчатова. Он, по воспоминаниям сотрудников института, сразу же заметил:

— Не все вяжется в этом объяснении.Испытаем предложение Хартига на достоверность?

— Попробуем, — заинтересовался Синельников.

С «благословения» А. Ф. Иоффе они приступили к делу. Собрали схему, главными частями которой были стеклянный баллон с вольфрамовой нитью, источники питания для создания ускоряющего электрического поля, электрометр.

Поначалу казалось, что электроны, испускаемые вольфрамовой нитью, под действием ускоряющего поля, действительно без задержки летят к медному электроду — аноду, даже если он окружен тонкой алюминиевой фольгой. Проходя через нее, они замедляются. Первые результаты как будто подтверждали выводы Хартига, и можно было бы попросту присоединиться к его мнению.

Но настороженность не прошла, и друзья решили получше проверить фольгу. Ведь пока они, как и Хартиг, проверяли ее лишь на свет. Но, может быть, в ней есть незаметные, микроскопические отверстия, через которые свет не проходит, а электроны проскакивают?

В отчете молодые экспериментаторы писали потом: «Мы стали испытывать фольгу, опуская конец трубки с закрепленной фольгой в сосуд с жидкостью и осторожно вдувая воздух. Оказалось, что в тех случаях, когда фольга считалась пригодной при испытании на свет, испытание по второму способу обнаруживало существование очень малых отверстий».

И вот когда они повторили эксперимент — но с фольгой, проверенной еще и продуванием воздуха, — ни малейших следов прохождения сквозь нее электронов обнаружить не удалось.

Убедившись вопреки Хартигу, что электроны проходят не сквозь металл, а через отверстия в нем, Курчатов и Синельников обратили внимание на «отражение... электронов с воспринимающего анода» и даже на «многократные отражения электронов от анода и обратной стороны фольги».

Некоторые специалисты упрекали потом авторов, что напрасно они не пошли дальше в своих экспериментах с электронами, проходящими через тонкие металлические фольги, а остановились на пороге открытия волновой природы электрона. Ведь именно на основе изучения отражения электронов американские физики Девиссон и Джермер в 1927 году определили длину волны электрона и доказали, что электроны проявляют себя не только как частицы, но и обладают волновыми свойствами.

Но вряд ли следует упрекать ученых за не сделанное ими открытие. Первая работа Курчатова в физико-техническом институте характерна другим.

«Уже в первой этой задаче проявилась одна из типичных черт Игоря Васильевича — подмечать противоречия и аномалии и выяснять их прямыми опытами», — отмечал А.Ф. Иоффе. Абрама Федоровича Иоффе, в лаборатории которого начали работать Курчатов и Синельников, тогда интересовали главным образом диэлектрики — материалы, обладающие малой электропроводностью. На их исследование он, учитель, и направлял усилия своих учеников. Потому и осталась эпизодом эта интереснейшая по своим возможностям работа...

На естественный вопрос, почему именно диэлектрики привлекли внимание Курчатова, его научный руководитель тех лет (в одной из своих статей) ответил: «Таковы были интересы коллектива в то время — диэлектрики, механизм электрического пробоя, загадочная еще высоковольтная поляризация». Брат Игоря Васильевича, Борис Васильевич Курчатов развивает эту мысль: «Все эти вопросы были мало или совсем не изучены. А развивающаяся электрическая промышленность, электрификация страны в соответствии с ленинским планом ГОЭЛРО требовали научного обоснования электротехники изолирующих материалов».