Другой интересной особенностью столкновений между заряженными частицами и лёгкими ядрами являются замечательные резонансные эффекты, обнаруженные в расщеплениях, вызванных соударениями с протонами и -частицами. Как и в случае селективного захвата медленных нейтронов, такие резонансы можно приписать совпадению величины суммы энергий падающей частицы и исходного ядра с энергией стационарного состояния составной системы, соответствующего некоторому квантованному коллективному типу движения всех составляющих систему частиц 5. Особенно много сведений о распределении высоких возбуждённых уровней в лёгких ядрах было получено из таких резонансных эффектов в случае столкновений с -частицами. В противоположность плотному распределению уровней, найденному в более тяжёлых ядрах, расстояние между уровнями в этом случае составляет несколько сотен тысяч электронвольт при возбуждении, значительно превышающем 10 млн. электронвольт. Этот результат можно легко понять, если ясно представлять себе, что расстояния между низшими возбуждениями в лёгких ядрах больше, чем в тяжёлых, и что поэтому число возможных комбинаций этих уровней в данной энергетической области гораздо меньше в первом случае, чем во втором.
5 Помимо полной энергии составной системы важное значение для анализа резонансных явлений могут иметь, как часто отмечалось, также и её спин и другие свойства симметрии. Вопрос о том, как подобное рассмотрение может быть связано с общей картиной ядерных реакций, изложенной в настоящей статье, обсуждается в статье Калькара, Оппенгеймера и Сербера (F. Kalckar, J. Орpenheimer, R. Serber. Phys. Rev., 1937, 52, 279).
Не только расстояния между резонансными уровнями, но и их полуширины в общем случае много больше в лёгких ядрах, чем в тяжёлых; это свидетельствует о том, что время жизни составной системы много меньше в первом случае, чем во втором. Прежде всего это происходит вследствие того обстоятельства, что резонанс в тяжёлых ядрах происходит, как оказалось, лишь в случае очень медленных частиц, в котором вероятность вылета частицы крайне мала, так что время жизни составной системы определяется только вероятностью испускания электромагнитного излучения, тогда как в лёгких ядрах время жизни, вообще говоря, полностью определяется вероятностью вылета сравнительно быстрых частиц. Однако совершенно независимо от этого, мы можем ожидать, что время жизни тяжёлого ядра, — даже если это ядро было достаточно сильно возбуждено, чтобы могло бы испустить быструю частицу, — будет гораздо больше, чем лёгкого ядра, вследствие того, что при данной энергии возбуждения тяжёлым ядрам нужно приписать более низкую температуру, чем лёгким.
Изложенные здесь простые соображения, по-видимому, действительно могут в общих чертах передать характерные особенности ядерных реакций, вызванных столкновениями. Нам также представляется вполне возможным объяснить характерные отличия в излучательных свойствах ядер и атомов с помощью подобного рассмотрения. Эти отличия основаны, по существу, на крайней лёгкости обмена энергией между тесно упакованными частицами ядра по сравнению с приближённо независимой связью каждого электрона в атоме. Более подробное обсуждение этих проблем, однако, требует более детального рассмотрения, которое лежит вне рамок настоящего краткого сообщения 5.
5
Более полный отчёт о развитии изложенных здесь идей будет вскоре
опубликован Калькаром и автором в Proc. Copenhagen. Acad,
(статья 48. —
50 ДАНЬ ПОКОЙНОМУ ЛОРДУ РЕЗЕРФОРДУ *
*
С уходом из жизни лорда Резерфорда закончился путь одного из величайших людей, работавших в науке. Хотя проведение сравнений и не соответствует духу Резерфорда, мы можем утверждать, что, как это было сказано о Галилее, состояние науки, оставшейся после его ухода, совершенно отличается от того, в котором он её застал. В самом деле, его достижения столь велики, что на этом форуме физиков, который созван в честь Гальвани и на котором обсуждается современный прогресс нашей науки, эти достижения стоят почти за каждым новым словом, обсуждаемым здесь, составляя его основу. Безграничный энтузиазм и неутомимое дерзание Резерфорда вели его от открытия к открытию, и замечательные вехи, которые расставлены на этом пути и всегда будут носить его имя, представляются естественным образом связанными как звенья одной цепи.