18 октября 1934 года в стенах Института физики Римского университета два выдающихся ученых, Эдоардо Амальди и Бруно Понтекорво, проводили эксперимент, который должен был пролить свет на природу наведенной радиоактивности. В рамках своих исследований они облучали небольшой серебряный цилиндр нейтронами, стремясь понять, как различные факторы влияют на уровень радиоактивности.
Однако в ходе эксперимента они столкнулись с необычным и весьма странным феноменом: уровень радиоактивности зависел не только от расстояния до источника нейтронов и его характеристик, но и от еще одного, на первый взгляд, незначительного аспекта.
Когда Бруно Понтекорво впервые озвучил свои сомнительные результаты и описал свои наблюдения, его слова вызвали насмешки среди коллег, а руководитель лаборатории даже настоятельно рекомендовал ему оставить научную деятельность. Причина такого резкого реагирования была вполне обоснованной: физик в своем докладе с полной серьезностью утверждал, что результаты эксперимента коррелируют с материалом стола, на котором проводились исследования.
В ходе дальнейших наблюдений выяснилось, что уровень наведенной радиоактивности на деревянном столе был значительно выше, чем на мраморном. Однако это странное явление продолжало проявляться даже тогда, когда эксперименты повторялись без участия Понтекорво. Это наводило на мысль, что в лаборатории было обнаружено нечто действительно интересное.
Первые попытки разобраться в зависимости радиоактивности от типа стола не принесли успеха. Однако знаменитый физик Энрико Ферми, который в то время также работал в этом институте, предложил оригинальное решение. Он установил парафиновый экран между источником нейтронов и серебряным цилиндром. В результате этого маневра счетчик Гейгера начал фиксировать резкое увеличение уровня наведенной радиоактивности на цилиндре. Коллектив, наблюдая за этим, предположил, что, возможно, счетчик Гейгера вышел из строя. Но на самом деле дело обстояло совершенно иначе.
Оставшись в лаборатории во время обеденного перерыва, Ферми начал размышлять о своих наблюдениях. Он задумался о связи между столом и парафином. Что могло их объединять? Например, то, что оба материала содержат полимеры, и их состав в чем-то схож. В обоих случаях присутствует значительное количество водорода.
Ядра водорода имеют массу, близкую к массе нейтронов, и при столкновении с ними нейтроны замедляются, подобно тому, как мяч теряет скорость при столкновении с другим мячом такого же размера. Это предположение стало первым шагом к разгадке загадки.
Ферми также осознал, что замедленные нейтроны имеют гораздо больше шансов быть захваченными ядрами облучаемых элементов, что делает их нестабильными и радиоактивными. На высоких скоростях вероятность захвата значительно снижается, так как нейтрон просто не успевает взаимодействовать с ядром и пролетает мимо. Таким образом, чем медленнее нейтрон, тем больше времени он проводит в радиусе захвата ядра, что увеличивает вероятность его поглощения.
Эта теория блестяще объясняла наблюдаемую аномалию. В деревянном столе содержится больше атомов водорода, чем в мраморном, что позволяет нейтронам замедляться и достигать своей цели с большей вероятностью захвата.
Получается простая схема:
Источник нейтронов испускает частицы в сторону серебряного цилиндра, и какая-то их часть попадает напрямую на образец, в то время как другое количество достигает стола. Там они взаимодействуют с материалом стола, и если стол состоит из дерева, богатого водородом, то нейтроны отражаются обратно. При этом их скорость оказывается ниже, чем в случае отражения от мраморного стола. Вот и разгадка этого удивительного феномена.
Для проверки своей гипотезы Ферми провел эксперимент с веществом, обладающим еще более высокой концентрацией водорода, погрузив источник нейтронов и мишень в фонтан с золотыми рыбками, расположенный в саду института.
Результаты подтвердили предположения. Вода, как и парафин, значительно увеличивала уровень искусственной радиоактивности серебра. Логика работала, а тайна оказалась раскрытой. В итоге простой деревянный стол чуть не стоил научной карьеры Эдоардо Амальди и Бруно Понтекорво.
Не забывайте, что у канала есть премиум-раздел
⚠️ На всякий случай потихоньку переношу материалы с ДЗЕНа в Телеграм и делаю архив. Мало ли что...Читайте лучшие статьи с канала здесь и не забывайте подписаться!
---
⚡ Обязательно подпишитесь на Telegram проекта и читайте эксклюзивные статьи! Обновления каждый день!