Ирина Радунская - Проклятые вопросы
Итак, Беднорц и Мюллер начали совместный поиск высокотемпературной сверхпроводимости в 1983 году. Интенсивные исследования длились около двух лет и приводили к противоречивым результатам. Возник вопрос: идут ли они к цели или в тупик?
Работа вошла в критическую фазу в 1985 году, когда они получили возможность работать при помощи более совершенных приборов. В конце этого года в работе наступил перелом. Толчком стала публикация французских учёных С. Мишеля, Л. Эр-Рахо и Б. Раво, посвящённая проблеме катализа. (Об этой работе Беднорц, как мы помним, говорил корреспонденту.)
Теперь уже Беднорц проявил незаурядную интуицию, совершив мысленный скачок от катализа к высокотемпературной сверхпроводимости. Он энергично взялся за работу.
К концу дня образцы, предназначенные для исследования, были готовы. «Но, — сказал Беднорц, — измерения были отложены, так как было объявлено о визите доктора Ральфа Гомори, нашего научного директора. Эти визиты всегда время от времени отвлекали людей, заставляя готовиться к соответствующим отчётам. Пережив этот важный визит и возвратившись из затянувшегося отпуска в середине 1986 года, я вновь вспомнил прочитанную статью… и решил опять начать изучение новых соединений».
Предоставим снова слово Беднорцу.
«Состав соединений и методика их изготовления менялись, и в течение двух недель мы смогли сдвинуть начало падения сопротивления до 35К. Это было неправдоподобно высокое значение по сравнению с наиболее высокотемпературными сверхпроводниками».
Ажиотаж, последовавший после публикации первой статьи Беднорца и Мюллера, нарастает до сих пор и будет продолжаться ещё долго, вовлекая в исследования всё новых учёных, технологов и инженеров. Одни из них продолжают атаку на таинственные процессы, приводящие к высокотемпературной сверхпроводимости, другие стремятся найти вещества, остающиеся сверхпроводниками при температурах, близких к нулю градусов Цельсия и при более высоких температурах, третьи ищут возможности практического применения тех веществ, которые уже созданы и сохраняют сверхпроводимость при температурах, превышающих температуру жидкого азота.
Все они опираются на глубокие познания, самоотверженный труд и на интуицию, без которой трудно выбрать правильный путь в неведомое.
НОВАЯ СВЕРХНОВАЯ
Вера в существование внешнего мира, независимого от воспринимающего субъекта, лежит в основе всего естествознания.
А. Эйнштейн23 февраля 1987 года произошло событие, которое давно и тщетно поджидали учёные. В 10 часов 33 минуты по международному времени, совпадающему по традиции со временем на меридиане Гринвичской обсерватории в Англии, канадский астроном Ян Шелтон открыл новую звезду. Он работал в это время в обсерватории Лас-Компанас в Чили, где находится Южная станция университета канадского города Торонто.
Свечение новой звезды увеличивалось так быстро, что стало ясно: это не простая звезда. Скорее всего, она относится к сверхновым звёздам. Такое наименование утвердилось за звёздами, блеск которых в сто тысяч раз превосходит блеск рядовых новых звёзд.
Уже 27 февраля новую сверхновую можно было видеть невооружённым глазом. Она светилась на фоне туманности, известной под названием Большое Магелланово Облако. Затем она продолжала разгораться, но медленнее. Тем не менее к середине апреля достигла блеска звёзд 4-й величины.
Сверхновая, открытая Шелтоном, была зарегистрирована астрономами под названием СН 1987А. Буква «А» свидетельствовала, что это первая сверхновая, обнаруженная в 1987 году.
Позже Шелтон просмотрел все изображения Большого Магелланова Облака, полученные им 23 февраля 1987 года ночью между 1 часом 23 минутами и 2 часами 22 минутами. На этих снимках ещё не было сверхновой СН 1987А. Значит, её «оптическое рождение» произошло ближе к утру. Но не позже 10 часов 33 минут, когда её увидел Шелтон.
Учёные многих стран обменивались телеграммами и телефонными междометиями по поводу сенсационного открытия.
Это была первая почти за четыре сотни лет сверхновая звезда, которую можно было видеть невооружённым глазом.
Последняя сверхновая, видимая невооружённым глазом, воссияла в 1604 году. Она была столь яркой, что её видели даже днём. Но в то время астрономы не имели ни телескопов, ни других приборов, необходимых для исследования процессов, ответственных за появление этих недолговечных звёзд. Позже астрофизики установили, что она вспыхнула в пределах нашей Галактики, то есть недалеко (по астрономическим меркам).
Затем, в результате изучения записей древних астрономов и летописцев, удалось установить, что люди на протяжении двух тысячелетий были свидетелями шести таких необычных событий. Каждый раз яркая звезда, внезапно вспыхнув, затем постепенно угасала. В те времена считалось, что эти звёзды исчезают насовсем.
Но в наши дни наблюдения при помощи оптических телескопов, радиотелескопов и других приборов, расположенных на поверхности Земли, под нею и в космосе, отмели это неверное мнение. Новая техника наблюдения показала, что сверхновые, известные нам по старинным записям, превратились в туманности, излучающие потоки радиоволн. Причём внутри многих из них обнаружены пульсары — быстро вращающиеся звёзды, обладающие сильным магнитным полем и состоящие преимущественно из нейтронов. Их диаметр около десяти километров, он ничтожно мал по сравнению с диаметрами обычных звёзд.
Развитие астрономии, обеспеченное созданием больших телескопов, привело к открытию многих сверхновых. Но все они вспыхивали далеко за пределами нашей Галактики, в других галактиках, и, конечно, были невидимы без крупных телескопов. Эти наблюдения показали, что в «обычной» галактике сверхновые вспыхивают каждые 10–30 лет.
Почему же люди редко видят сверхновые? Ведь наша Галактика не может быть исключением.
Оказывается, сверхновые звёзды обычно вспыхивают вблизи центров галактик. А область вблизи центра нашей Галактики скрыта непрозрачными облаками холодной пыли. Вот почему наблюдаемые вспышки сверхновых в нашей Галактике редки.
Сверхновая, открытая Шелтоном, как мы уже говорили, вспыхнула не в нашей Галактике, но «сравнительно недалеко» — в ближайшей к нам галактике, в Большом Магеллановом Облаке. Свет от неё идёт к нам «всего» 163 000 лет. Поэтому она и видна невооружённым глазом. Астрономы при помощи всех телескопов Южного полушария Земли, начиная с февраля 1987 года, пристально наблюдают за её изменениями.
Последующие оптические наблюдения за сверхновой СН 1987А показали: в её спектрах видны спектральные линии водорода. Сверхновые, в спектрах которых обнаружены эти спектральные линии, относят к классу II, в отличие от класса I, где эти спектральные линии отсутствуют.
Спектральные линии водорода, наблюдаемые в спектрах сверхновых класса II, сдвинуты в фиолетовую сторону. А это значит, что светящиеся части её оболочки приближаются к нам. Это и служит причиной сдвига спектральных линий. Измерение этого сдвига для СН 1987А на первых этапах наблюдения показало, что оболочка расширяется со скоростью 17 000 километров в секунду!
Так началось изучение неизвестных ранее процессов и механизмов, управляющих жизнью сверхновых звёзд.
Прежде чем продолжить рассказ о судьбе редкой небесной гостьи, необходимо пояснить, чем сверхновые отличаются от новых звёзд. Различие предопределено разной сутью происходящих в звёздах процессах. Новыми называют звезды, ранеё невидимые из-за удаленности, но потом вдруг увеличившие свою яркость. Она внезапно возрастает чуть ли не в сто раз. Поэтому их и смогли «засечь» телескопы. Увеличение яркости — результат процессов, родственных вспышкам, наблюдаемым на Солнце. Причина — быстрое изменение структуры магнитного поля звезды, временное увеличение интенсивности термоядерных реакций, обеспечивающих длительное свечение звёзд, или некоторые другие процессы, охватывающие лишь внешние части звезды.
Сверхновые возникают при катастрофических сжатиях — коллапсах массивных звёзд. При этом выделяется огромная энергия. Она порождает яркое свечение. Одновременно ядра лёгких атомов превращаются в звезде в ядра тяжёлых атомов. При этом протекают столь важные процессы, что они-то и стали предметом пристального внимания учёных.
Именно надежда понять механизм возгорания сверхновых звёзд приковала внимание к вспышке СН 1987А. Потому-то её так ждали.
У этого ожидания были серьёзные основания. Ещё в 1965 году советские учёные Я. Б. Зельдович и О.К. Гусейнов сделали удивительное предсказание. Созданная ими изящная теория высветила невиданную ранее космическую картину. Важнейшую роль в теории играет гравитационный коллапс и таинственные нейтрино. О них-то и пойдёт речь дальше.
