Первый вывод Резерфорда был такой. Опытом доказано, что радий извергает из себя частичку двух видов, но они прежде всего не атомы, а части распавшихся атомов. Этот вывод требовал громадной смелости мысли, так как еще со времен древних греков атом считался последней, абсолютно неделимой частицей вещества. Сама мысль о распаде атома была противоречащей для науки того времени. А между тем ничего другого не оставалось для объяснения тайны радия, кроме догадки Резерфорда.
Попутно разрешался и вопрос о таинственном появлении электричества в частицах. Если количество ядер и электронов в атоме подобрано так, что положительный заряд одних равен отрицательному заряду других, то они взаимно нейтрализуются, и в самом атоме электричество не обнаруживается.
Но для этого необходимо, чтобы ядра и электроны не прилегали вплотную друг к другу, ибо в этом случае они просто разрядились бы, как электроскоп при заземлении, и после распадения атома на части в них не оказалось бы никаких зарядов.
Отсюда второй вывод Резерфорда:
ядра и электроны держатся внутри атомов на некотором расстоянии друг от друга. Ясно, что и здесь никакого другого предположения не оставалось.
Но тогда непонятно, почему электроны и ядра все же не падают друг на друга, притягиваемые противоположными электрическими зарядами, как это мы постоянно наблюдаем с другими заряженными электричеством телами. Какая сила удерживает их на расстоянии, несмотря на взаимное притяжение?
В этом месте гений Резерфорд перебросил мост между явлениями, казалось бы, совершенно несравнимыми.
Да разве мы не наблюдаем в мироздании, что земля, притягиваемая к солнцу, или луна, тяготеющая к земле, не падают? Не падают потому, что вращаются, и центробежная сила непрерывно преодолевает силу притяжения.
Так Резерфорд как бы заглянул внутрь атома и для его невидимых мельчайших частиц открыл закон, провозглашенный Коперником, Кеплером и Галилеем для планет солнечной системы. Эти законы оказались общими для всей вселенной — от громадных мировых тел до мельчайших частей невидимых атомов.
Итак, третий вывод Резерфорда: электроны вращаются вокруг ядра, как всем известные планеты во круг солнышка.
Этот вывод не так бесспорен, как предыдущие два. Известная доля сомнения здесь остается. Догадка Резерфорда грандиозна и остроумна, но ведь вращение невидимых частиц видеть невозможно. Где доказательство несомненности этого вращения? Где опыт, подобный опыту Фуко в парижском Пантеоне, когда отклонение качающегося маятника дало возможность присутствующим с уверенностью воскликнуть:
—Да, я видел своими глазами, что земля вращается!
—В данном случае, —говорит Резерфорд, —особого опыта не нужно. Взгляните на фотографии Вильсона. Если вы не можете увидеть самого вращения частиц, то вы зато видите, как они разлетаются во все стороны под влиянием центробежной силы, которая преодолевает притяжение разноименных электрических зарядов.
Вся тайна разгадана целиком.
Но сам радий не перестал быть загадочным. Он отличается от других известных нам веществ своею исключительной активностью. Его атомы непрерывно распадаются, и осколки их бомбардируют пространство, разнося электрическую энергию. Между тем атомы других известных нам тел прочно удерживают свои электроны вокруг ядер. Чем вызвано это поразительное отличие радия?
Прежде всего радий не одинок. Ближайшие его соседи в системе элементов Менделеева тоже отличаются неустойчивостью своих атомов. В таблице Менделеева расположены по возрастающим атомным весам все известные до сих пор элементы.
Такой же активностью, как радий, отличаются последние элементы, начиная с 84-го по счету полония и кончая последним, самым тяжелым. Сам радий помещается в таблице Менделеева под номером 88-м. Распадаются, таким образом, самые тяжелые атомы. Это облегчает разгадку.
Чем больше частиц, тем атом тяжелее и тем дальше он помещен в таблице Менделеева. Последние атомы так перегружены электронами, что не в состоянии их удержать, я те при быстром вращении отрываются, как если бы нити, привязывающие их к центру, оказались слишком слабыми, чтобы противостоять центробежной силе.
Теряя электроны, атом радия становится легче, получается новое химическое вещество — газ нитон. Атомы этого тяжелого газа все еще оказываются перегруженными частицами. Происходит дальнейшее распадение и новое облегчение атома, принадлежащего снова другому элементу. Таких распадов радий испытывает десять, превращаясь в результате в обыкновенный свинец, атом которого, разгрузившись от излишних частиц, дальше уже не распадается.
Так само собой происходит превращение одного элемента в другой, которое в средние века пытались произвести алхимики, стремясь искусственным путем добыть золото.
При каждом таком превращении атом выделяет энергию разбрасываемых во все стороны частиц. Неплохо бы, вместо сжигания громадных количеств угля под нашими котлами, топить их энергией, выделяемой радием. Если бы это удалось, вся техника, а вместе с ней и вся жизнь человечества, решительно изменилась бы. Но эта соблазнительная идея встречает на своем пути два непреодолимых на первый взгляд препятствия.
Продолжение следует...