Николай Горькавый - Космические сыщики
Супруги Кюри не стали патентовать свои открытия, желая сделать их достоянием всего человечества. За свои открытия Мария и Пьер вместе с Беккерелем получили Нобелевскую премию в области физики 1903 года «за выдающиеся заслуги в совместных исследованиях явлений радиации». На полученные деньги они купили необходимое оборудование для своей лаборатории и – наконец-то! – ванну для своей квартиры.
Когда Огюст Конт рассуждал о непостижимости химического состава звёзд, он, очевидно, полагал, что проблема изучения звёзд заключается в их невероятной удалённости. Работы Фраунгофера, Герца и Рентгена заложили основу для дистанционного химического анализа звёзд – по слабому свечению, улавливаемому на Земле. Но, как показали работы супругов Кюри, вещество звёзд можно потрогать и своими руками.
Известный физик Вайскопф так описал связь исследований супругов Кюри с космосом: «Когда Мария и Пьер Кюри выделили радий в знаменитом сарае в Школе промышленной физики и химии, когда их охватил трепет при виде сверхъестественного свечения этого вещества в темноте, они оказались созерцателями явления, выходящего за пределы обычного атомного мира окружающей нас среды. Теперь мы знаем, что супруги Кюри увидели нечто, дошедшее до нас из тех времен, когда земное вещество находилось в совсем иных условиях, внутри взрывающейся звезды. Естественные радиоактивные вещества являются последними свидетелями, последними ещё тлеющими угольками, оставшимися от тех полных событиями времён, когда образовывались химические элементы».
По мнению Вайскопфа, работы Марии Склодовской-Кюри открыли новый этап в развитии науки: «Она сама, её сотрудники и преемники исследовали космические процессы на Земле: они воспроизвели подобные процессы в земных условиях… Физика вышла на новый рубеж, и это можно назвать прыжком в космос».
– То есть уран и радий тоже образовались в космосе? – спросила Галатея.
– Да, в момент взрыва сверхновой звезды элементарные частицы и ядра обычных, нерадиоактивных, элементов сталкивались с такой скоростью, что сливались, образуя все возможные тяжёлые химические элементы – включая уран, радий и другие химические элементы тяжелее железа. Эти элементы часто радиоактивны, потому что они отдают энергию, поглощённую в момент взрыва сверхновой.
– Значит, звёзды и оказались тем самым философским камнем, который искали алхимики? – спросил Андрей.
– По существу, ты прав: звёзды являются философским камнем, превращающим звёздное железо в земное золото, рассеянное в минералах и собранное в золотых жилах. Но я имела в виду нечто другое, то, о чём ещё не успела рассказать, – сказала Дзинтара.
– Так рассказывай же! – поторопила её Галатея.
– После получения Нобелевской премии Мария продолжила работу с радиоактивными элементами, к 1910 году выделив чистый металлический радий и доказав, что он является самостоятельным химическим элементом. В это время Марию Склодовскую-Кюри выдвинули кандидатом во Французскую академию наук. По этому поводу среди академиков разгорелись яростные споры.
– Почему? – удивилась Галатея. – Ведь она уже получила Нобелевскую премию!
– Французская академия наук была очень консервативной организацией, в неё никогда не избирались женщины.
– Ах, вот в чём дело, – протянула Галатея. – Но ведь когда-то надо начинать!
– К сожалению, кандидатура Марии Склодовской-Кюри была провалена на выборах в академию, не добрав всего пары голосов.
– Безобразие! – возмутилась Галатея. – Она была умнее многих этих академиков!
– Более того, в следующем, 1911, году Мария получила вторую Нобелевскую премию, уже по химии – «за выдающиеся заслуги в развитии химии: открытие элементов радия и полония, выделение радия и изучение природы и соединений этого замечательного элемента». Мария Склодовская-Кюри стала первой и до сих пор единственной женщиной в мире, дважды ставшей Нобелевским лауреатом.
– Тем самым она посадила в глубокую лужу своих противников, – с удовлетворением отметил Андрей.
– Академия сама себя посадила в лужу, не выбрав столь достойного учёного в свои ряды, – пожала плечами Дзинтара. – История супругов Кюри не заканчивается на Пьере и Марии. Старшая дочь Марии Кюри – Ирен – родилась за год до открытия радия и из-за активной научной работы матери выросла под присмотром дедушки-врача, Эжена Кюри. Ирен тоже закончила Сорбонну – с перерывом на несколько месяцев, когда помогала матери в работе над двадцатью фронтовыми рентгеновскими аппаратами, созданными Марией Склодовской-Кюри. Шла Первая мировая война, и эти мобильные установки оказывали хирургам огромную помощь в поиске шрапнели и осколков у раненых бойцов, спасли много жизней. Однако они были небезопасны: работая с рентгеновскими установками, а также изготавливая лечебные радиоактивные препараты, Мария и Ирен получили значительные дозы радиации, которые впоследствии вызвали у них лейкемию.
– Они были героинями, спасали раненых и сражались с врагами! – выпалила Галатея.
– Позже Ирен стала работать ассистентом в Радиевом институте. Здесь она познакомилась с другим ассистентом – Фредериком Жолио. Они поженились в 1926 году и начали работать вместе, выступая в науке и жизни как супруги Жолио-Кюри. Двойную фамилию носили оба.
– Полное равноправие! – удовлетворенно отметила Галатея. – Я тоже… – и она замолчала, решив не делиться своими планами на будущее.
– Супруги Жолио-Кюри сделали немало интересных открытий, но самая выдающаяся их работа стала современным вариантом философского камня.
– Наконец-то мы добрались до сути! – хлопнула в ладоши Галатея.
– К этому времени учёные научились видеть отдельные элементарные частицы…
– Мама, ты шутишь?! – засмеялась Галатея. – Даже мне ясно, что это невозможно. Элементарные частицы такие маленькие! Никто не может увидеть электрон.
– Не совсем так. В 1897 году шотландский физик Вильсон заметил, что в перенасыщенном водяном паре вокруг ионов образуются капельки воды – проще говоря, туман, который видим обычному глазу. На основе этого эффекта учёный сконструировал прибор, названный «камерой Вильсона». Он был настолько ценен, что в 1927 году Вильсон (вместе с Комптоном) получил за него Нобелевскую премию по физике: камера позволяла видеть движение отдельных элементарных частиц!
– Ух ты! – воскликнула Галатея.
– Элементарная частица влетала в камеру Вильсона, наполненную перенасыщенным водяным паром, и вызывала ионизацию молекул вдоль траектории своего движения – до тех пор, пока не расходовала всю энергию и не останавливалась. Расположенные вдоль траектории ионы начинали собирать на себе капельки воды, и в результате в камере появлялась туманная линия. Если камеру Вильсона помещали в магнитное поле, траектория иона загибалась, а то и закручивалась в спираль. Направление изгиба говорило о знаке заряда частицы, а кривизна траектории – о скорости и отношении её заряда к массе.
Таким образом, камера Вильсона позволяла увидеть траектории движения отдельных элементарных частиц. И хотя сами они, конечно, оставались невидимыми, камеру Вильсона назвали «открытым окном в атомный мир».
– Хочу посмотреть в камеру Вильсона! – заявила Галатея.
– Фредерик Жолио-Кюри разработал усовершенствованную и очень чувствительную камеру Вильсона, что позволило провести тонкие опыты с использованием мощного источника излучения, сделанного из полония. В одном из опытов, когда супруги Жолио-Кюри облучали алюминиевую фольгу альфа-частицами или ядрами гелия, они обнаружили интересный эффект: после облучения обычный алюминий становился радиоактивным. Анализ показал, что, присоединив к себе альфа-частицу, алюминий превратился в радиоактивный фосфор. Так был открыт «философский камень», или способ превращения одних элементов в другие, то есть метод создания искусственных элементов.
– Так можно создавать и золото? – спросила Галатея.
– Да, но это слишком дорогой способ, чтобы с его помощью можно было набить карманы. Однако для науки, в том числе для медицины, метод превращения одних элементов в другие оказался бесценным. Ирен и Фредерик Жолио-Кюри создали много искусственных изотопов – радиоактивных разновидностей стабильных химических элементов и в 1935 году получили Нобелевскую премию по химии с формулировкой «за выполненный синтез новых радиоактивных элементов».
Ирен, будучи девочкой, присутствовала на вручении Нобелевской премии её матери, а потом и сама стала лауреатом.
– Значит, бедная гувернантка, приехав в Париж, через 12 лет получила одну премию, а через 20 лет – другую. А потом и её дочь получила Нобелевскую премию. Редкая удача! – сказал Андрей.
– Не удача, а трудолюбие и талант. Мария Склодовская-Кюри и её дочь Ирен Жолио-Кюри были пионерами атомного века, первыми открыли дверь в неизведанное и на себе испытали все сопряженные с этим опасности. Их работа принесла не только важные открытия, но и бесценный опыт работы с опасными веществами, позволивший следующим поколениям учёных-атомщиков работать, не подвергая своё здоровье смертельной опасности.
