Джон О'Нил - Гений, бьющий через край. Жизнь Николы Теслы
Тридцать лет спустя д-р Роберт Милликен вновь открыл эти лучи, решив, что, как и световые, они имеют волновую природу. За ним последовал д-р Артур Комптон, который доказал существование космических лучей, состоящих из движущихся с огромной скоростью частиц материи, как и описывал их Тесла. Они положили начало, обнаружив энергии в десятки миллионов вольт, а на сегодня известны энергии уже в миллиарды и даже триллионы электронвольт. В описании результатов этих и других исследований говорится, что эти лучи разрушают атомы материи, превращая их в потоки радиоактивных отходов, и это также предсказывал Тесла.
В 1934 году Фредерик Жолио, зять супругов Кюри, открыл явление искусственной радиоактивности обычных веществ при бомбардировке их частицами именно так, как описывал это Тесла. За свое открытие Жолио получил Нобелевскую премию, но никто так и не признал эту идею за Теслой.
Лампа Теслы с молекулярной бомбардировкой стала прообразом другого самого современного достижения — расщепляющего атом циклотрона. Циклотрон, предложенный и построенный в последние двадцать лет Э.О. Лоуренсом из Калифорнийского университета, это ускоритель заряженных частиц, в котором они движутся по плоской раскручивающейся спирали в магнитном поле в круглой камере, из которой вылетают узким пучком. Исполинская машина с магнитом, величиною с дом, сборка которой ведется сейчас, когда пишутся эти строки, будет испускать столь мощный пучок заряженных частиц, то, если, согласно проф. Лоуренсу, направить его на строительный кирпич, он полностью разрушит его. Различные вещества уже подвергались бомбардировке в моделях меньших размеров, где они либо становились радиоактивными, либо разрушались, либо их атомы превращались в атомы других элементов. Небольшая стеклянная лампа Теслы диаметром 15,5 см и даже меньше с молекулярной бомбардировкой оказывала точно такое же, а может быть, и более сильное разрушительное воздействие на твердую материю, чем любой из ныне существующих расщепляющих атом циклотронов, несмотря на их огромные размеры (даже небольшие циклотроны весят двадцать тонн).
Описывая один из экспериментов со своей лампой, где на карборундовом электроде крепился рубин, Тесла сказал:
Среди прочего установлено, что в таких случаях, где бы ни началась бомбардировка, ее воздействие — как только достигается высокая температура — приходится лишь на одно из веществ и не оказывается на другое или другие вещества. Главным образом это зависит, по-видимому, от точки плавления и от того, насколько быстро вещество «испаряется», или, проще говоря, разрушается, если иметь под этим в виду выброс не только атомов, но и более крупных образований. Сделанное наблюдение соответствует общепринятым понятиям. В лампе с большим разрежением электричество переносится с электрода независимыми носителями. Частью это атомы или молекулы остаточной атмосферы, частью — атомы, молекулы или другие образования, выброшенные из электрода. Если электрод состоит из разнородных веществ и если одно из них разрушается быстрее остальных, то большая часть электричества выходит именно из этого вещества, которое при этом нагревается сильнее остальных, и процесс ускоряется, поскольку при повышении температуры вещество разрушается еще быстрее.
Вещества, которые не плавились при температурах тогдашних лабораторных печей, легко разрушались в простой дезинтегрирующей лампе Теслы, где создавался мощный луч из разрушительных частиц, собиравшихся со всех сторон сферическим отражателем (колбой его лампы) — своего рода трехмерным зажигательным стеклом, — но направлявшим не тепловые лучи, а заряженные частицы. Лампа производила то же действие, что и тяжелые современные агрегаты для расщепления атомов, но гораздо более эффективно в колбе, такой легкой, что она едва не парила в воздухе. Простота и эффективность лампы увеличиваются еще и за счет того, что количество частиц, разрушающих в ней вещество, пополняется из этого же самого вещества.
Эта лампа явилась прообразом и еще одного самого современного открытия большой важности — эмиссионного электронного микроскопа, увеличивающего в миллион раз, или в десять-двадцать раз более мощного, чем лучший из известных электронных микроскопов, который в свою очередь дает в пятьдесят раз большее увеличение, чем оптический микроскоп.
В эмиссионном электронном микроскопе заряженные частицы вылетают из крошечной активной точки на частице вещества, находящегося под высоким напряжением, и, двигаясь по прямой, воссоздают на сферической поверхности стеклянной колбы образ микроскопического участка площади, с которого они испускаются. Степень увеличения ограничивается лишь размером стеклянной сферы, и чем больше ее радиус, тем сильнее увеличивается изображение. Поскольку электроны меньше световых волн, они с огромным увеличением изображают те объекты, которые слишком малы, чтобы их изображение могло переноситься световыми волнами.
На поверхности сферической колбы своей лампы Тесла получал фосфоресцирующие образы того, что происходило на разрушающемся электроде в условиях крайне высокого разрежения. Этот эффект он описал в своих лекциях весной 1892 года, и это описание можно почти без изменений применить к увеличивающему в миллион раз эмиссионному электронному микроскопу. Вот цитата из его лекции:
Глазу кажется, что вся поверхность электрода светится с одинаковой яркостью, но на нем происходит постоянная смена и перемещение точек, температура которых намного превышает среднюю, и это существенно ускоряет процесс износа… Создайте в лампе очень высокое разрежение, которое не пропускало бы разряды довольно высокого потенциала, то есть светящиеся разряды, так как, по всей вероятности, слабые невидимые разряды происходят всегда. Теперь медленно и осторожно поднимайте напряжение, оставляя первичный ток не более чем на мгновение. В какой-то момент на сферической колбе появятся одна, две, три или полдесятка фосфоресцирующих точек. Эти участки на стекле бомбардируются, очевидно, интенсивнее других, что объясняется неравномерной плотностью электрического заряда, обусловленной резкими выбросами, или, вообще говоря, неоднородностью электрода. Но положение ярких участков постоянно меняется, что особенно хорошо заметно, если удастся получить их совсем немного, и это свидетельствует о быстром изменении формы электрода.
Будет только справедливо, если в будущем ученые признают Теслу изобретателем электронного микроскопа. Слава его не уменьшается от того, что он не описал отдельно действие неизвестного тогда электрона, но предположил, что эффект этот объясняется действием электрически заряженных атомов.
Изучая особенности различных моделей этой и других своих газовых ламп, Тесла обратил внимание, что интенсивность видимого света меняется в зависимости от условий работы. Он знал, что лампы дают как видимые, так и невидимые лучи, и использовал целый ряд люминофоров для обнаружения ультрафиолетового, или черного, света. Обычно изменения видимого и ультрафиолетового света уравновешивают друг друга, то есть когда ослабляется один, усиливается другой, а остаточная энергия уходит с тепловыми потерями. В лекциях 1892 года он отмечал, что в лампе с молекулярной бомбардировкой он обнаружил «видимый черный свет и весьма особенное излучение». Он эксперименти ровал с этим излучением, которое, по его словам, создавало образованные тенью картины на пластинках в металлических контейнерах в его лаборатории, когда она была уничтожена пожаром в марте 1895 года.
Это «весьма особенное излучение» больше не описывалось в печати в то время, но, когда в декабре 1895 года в Германии проф. Вильгельм Конрад Рентген объявил об открытии Х-лучей, Тесла смог сразу же воспроизвести полученные им результаты посредством своего «весьма особенного излучения» и указать на очень похожие свойства этих и Х-лучей, хотя получены они были различными способами. Как только Тесла прочитал заявление Рентгена, он тут же послал немецкому ученому образованные тенью изображения, созданные его «весьма особенным излучением», на что тот ответил: «Изображения очень интересны. Не будете ли вы так любезны и не сообщите ли мне, каким образом они получены?».
Тесла не думал о том, что эта ситуация дает ему какой-то приоритет в открытии Х-лучей, и никогда не выдвигал никаких претензий на сей счет. Но он немедленно приступил к интенсивным исследованиям их природы. Пока другие пытались выкачать из подобия использовавшейся Рентгеном трубки излучение, достаточное для получения теневых фотографий таких тонких структур, как руки и ноги в непосредственной близости от лампы, Тесла делал снимки ерепа с двенадцатиметрового расстояния от нее. В это же время он описал где-то неопределенный вид излучения, исходящего из искрового промежутка при прохождении сильного тока, которое не было ни поперечными волнами, вроде световых, ни радиоволнами, и которое нельзя было остановить помещенными на его пути металлическими пластинами.
