Гении науки - Пайс А.
Скачать (прямая ссылка):
меня странной теорией. Я должен был разобраться со своими ощущениями. Мне
трудно описать то удовольствие и радость, которые мы переживали,
осуществляя те эксперименты... наполовину - философия, и наполовину -
искусство15". К концу своей жизни он так и не был полностью убежден в
том, что существующее в его дни понимание квантовой механики останется
таким же и дальше.
Программа экспериментов в лаборатории Раби устанавливалась в связи с
основными открытиями в ядерной физике: в 1932 году была открыта новая
частица, нейтрон, нейтральный партнер протона, ядро водорода. Почти сразу
же после этого стало ясно, что все ядра атомов имеют в своем составе
нейтроны и протоны, и самым простейшим из них является дейтрон, открытый
в 1931 году, состоящий из одного нейтрона и одного протона. Группа Раби с
этого момента сосредоточилась именно на этом: применение методов Штерна и
их вариантов в отношении атома для определения магнитных моментов и
спинов ядер. (Грубо говоря, мы говорим, что частица имеет спин, если она
совершает круговые движения вокруг собственной оси.)
Я воздержусь от подробного описания прогресса в создании инструментальной
базы и полученных результатов в лаборатории Раби в течение 30-х годов.
Если это представляет интерес для вас, вы можете обратиться к подробным
техническим отчетам,
340 Гении науки
а также к популярным изданиям16. Здесь же я хочу рассказать только о
выдающихся вещах.
В начале 30-х годов темой экспериментальной работы Раби, по его словам,
было "проигрывание различных вариантов с использованием оригинальной
установки Штерна7". Для различных элементов были определены спины и
магнитные моменты, позднее эксперименты для одних и тех же элементов
проводились с постоянно увеличивающейся точностью17. С теоретической
точки зрения, наиболее важные результаты того периода касались магнитных
моментов нейтрона и дейтрона. Они впервые были измерены Штерном и его
сотрудниками, однако для дейтрона эти измерения были весьма
приблизительными18. Группа Раби повторила два этих эксперимента с гораздо
большей точностью19.
Затем в 1936 году у Раби возникла самая блестящая за всю его карьеру
идея. В статье, опубликованной в 1937 году, он
2П
предложил поместить между однородными магнитными поля-ми установки Штерна
дополнительное, совершающее периодические колебания во времени магнитное
поле, частота которого может варьироваться с высокой точностью. Оставив в
стороне все детали (их можно найти в книге 16), я хочу отметить, что эта
новая установка дала возможность значительно повысить точность измерений
магнитных моментов, при первом же применении на порядок величины. Когда
(как уже отмечено выше) Раби сделал сообщение о магнитном моменте
электрона на Шелтер-Айленд, его метод позволил определить это значение до
шести значащих цифр - точность, до тех пор никому неведомая.
В 1937 году невозможно было предвидеть, насколько далеко может завести
этот, так называемый, метод магнитного резонанса, не только в физике, но
и в химии, биологии и медицине. Ученые и неспециалисты слышали об
оборудовании для проведения Я М Р (ядерный магнитный резонанс),
применяемом в больницах, - это практическое применение идей Раби.
Вооруженная своими новыми методами группа Раби еще раз вернулась к ранним
измерениям магнитного момента, повторив их с большей точностью. В ходе
этой работы они сделали открытие, имеющее основополагающую важность для
теории ядерных сил, действующих между нейтронами и протонами внутри ядра.
Они обнаружили, что форма дейтрона не представляет собою идеальную
маленькую сферу, как это предполагали до того времени в отношении всех
ядер, у него была эллипсоидная форма, напоминающая американский
футбольный мяч; выражаясь в технических терминах, дейтрон обладал
электрическим квадрупольным моментом21.
Исидор Айзек Раби 341
Один из сотрудников Раби так описывает его роль во всех этих
экспериментах.
Раби был очень деятельным в создании идей для экспериментальной работы,
но его совершенно не интересовали детали. Другими словами, он
действительно был вдохновляющей и направляющей силой... Когда в приборах
происходила какая-либо утечка, он просто исчезал... Он совершенно не
притрагивался к работе, выполняемой вручную... Но он делал очень важный
вклад в выработку концепций для экспериментальной работы и для создания
приборов, а также при объяснении результатов22.
Еще один из его сотрудников сказал: "Мы бы не позволили ему и близко
подойти к приборам23". И также говорили о нем, что он был ленив, скучен и
безответственен, когда дело касалось рутинной работы24.
Тем не менее, вероятно, "многие сознавали способность Раби добиваться
крупных удач в физике24", как это было совершенно уместно отмечено в 1944
году, когда однажды в ноябре ему позвонили из газеты, и эта беседа
протекала следующим образом25: Репортер. Здравствуйте, это мистер
Джонсон. Я представляю шведскую газету.
Раби. Слушаю Вас, мистер Джонсон.
