ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.04.2024
Просмотров: 31
Скачиваний: 0
ПОД СОЛНЦЕМ ЭКВАТОРА
...Синева неба над головой — яркая, бездон ная — кажется ненастоящей. Забываешь о су ществовании облаков. А как непривычно это обжигающее солнце! Нелегко установить прибо ры, отрегулировать, настроить крошечную ра диостанцию «летающей лаборатории». Отсюда, с палубы советского танкера, идущего своим курсом из Одессы во Владивосток, в знойное экваториальное небо нужно запустить серию ша ров — «летающих лабораторий». Небольшой коллектив исследователей — С. Н. Верное, Н. Л. Григоров, А. В. Миронов — имеет перед собой задачу: измерить интенсивность косми ческих лучей, попадающих в земную атмосферу в районе экватора.
Ведь до этой экспедиции на экватор иссле дования интенсивности космического излучения производились на других широтах. «Летающие
21
лаборатории» запускались на большую высоту в районе Ленинграда, на широте 60°. Затем уче ные переехали со своими приборами южнее, в Ереван, который находится на широте 40 . И отсюда помчались в стратосферу гирлянды лег ких резиновых шаров, поднимавших на недоступ ную человеку высоту умные, говорящие с Землей приборы. Наземные аппараты старательно лови ли сигналы сверху — они отмечали и число ча стиц, проходящих через счетчики, и высоту, на которой частицы были пойманы. А когда ученые сравнили данные исследований, они получили важный результат: интенсивность космических лучей в стратосфере над Ереваном была значи тельно меньшей, чем вблизи Ленинграда.
Экваториальная экспедиция в Индийском океане явилась следующим этапом широтных исследований. Интенсивность первичных косми ческих лучей на экваторе, по расчетам ученых, должна быть еще меньше, чем в районе Ерева на. Но насколько? Запускаемые с борта танкера «летающие лаборатории» должны дать ответ на этот вопрос.
...Танкер шел своим курсом, он вез нефть го родам и заводам советского Дальнего Востока. Танкер не мог задерживаться в просторах океа на, хотя это, возможно, и отвечало интересам науки о космических лучах.
Ни на час не прекращает работу маленькая
22
группа исследователей. Пребывание в районе экватора необходимо использовать с наибольшей пользой.
Жестоко палит солнце. Уже с самого утра его жаркие лучи проникают всюду. Расширяют ся металлические части приборов, странно ведет себя резина. Как при такой жаре собирать чув ствительные приборы, как готовить к полету тонкие резиновые шары? Воздействие солнеч ных лучей на оболочки шаров прямо-таки ката строфично — резиновая оболочка не выдержи вает высокой температуры, шары выходят из строя один за другим. Подготовку «летающих лабораторий» приходится проводить ночью, на полутемной палубе, чтобы с появлением солнца сразу выпускать их в полет. Свет электрических лампочек едва пробивает густую черноту тро пической ночи. Сложнейшие приборы приходит ся подчас монтировать на ощупь.
Внезапно обнаружилось, что изоляторы в приборах пропускают электрический ток. Те са мые изоляторы, которые всегда так безотказно действовали, теперь выбывали из строя целыми комплектами. Необычайная жара, высокая влаж ность тропического воздуха резко изменили свойства таких чутких раньше приборов. Необ ходимо тут же, на месте, создать новый изоля ционной материал, который смог бы стойко со противляться размягчающей жаре, всюду прони-
23
кающей влаге. И ученые-физики занялись не обычными для них, не предусмотренными ника кой программой опытами. Много различных ве ществ пришлось перепробовать, прежде чем был найден новый изоляционный состав. Совершен но неожидано пригодился обычный свечной воск. Оказалось, что тальк, белый, всем знакомый порошок тальк, может быть использован и для научных целей. Пошла в дело и канифоль. Все расплавили, перемешали, и в этом прямо-таки чудодейственном растворе проваривали каждую деталь, нуждающуюся в изоляции. Правда, и этот тип изолятора был в условиях тропиков не совсем совершенным. Но главная цель достиг нута — состав выдерживал облучение солнцем в те короткие минуты, пока прибор уносился в верхние, более прохладные слои воздуха.
Потом появился еще один враг — ветер. От его напора дрожали натянутые стальные тросы. Забираясь в щели и закоулки, ветер свистел уп рямо, вызывающе. Послушные обычно шары вы
ходили из повиновения, «бунтовали». |
Стоило |
||
надуть шар, как |
напор ветра рвал его |
из |
рук, |
и шар лопался |
с оглушительным треском. |
Как |
|
тут удержать рвущуюся ввысь гирлянду шаров? В открытом море не найти защиты от разгуляв шегося ветра. Неужели прекратить опыты?
И опять выход найден. Капитан танкера П. М. Мокроус предложил на время запуска ша-
24
Перед стартом в небо экватора.
ров изменять курс: судно разворачивалось и двигалось по направлению ветра. Напор умень шался, шары снова становились послушными, и «летающие лаборатории» могли беспрепятствен но отправляться в высотные полеты.
Исследования, проведенные с борта танкера в далеком Индийском океане, дали ученым бо гатый материал. Различная интенсивность лучей на разных широтах совершенно ясно показала, что первичные космические излучения подвер гаются сильному воздействию магнитного поля Земли. Значит, первичные космические лучи, путешествующие в мировом пространстве, пред ставляют собой потоки заряженных частиц.
По материалам опытов ученые смогли даже определить, какой энергией обладают эти час тицы.
БОГАТЫРЬ-НЕВИДИМІСД
В обыкновенной электрической лампочке на пряжение составляет 127—220 вольт. Энергия электронов в рентгеновской трубке — около 100 тысяч электроновольт. При взрыве атомной бом бы на один атом вещества приходится 200 мил лионов электроновольт энергии. Но разве мож но это сравнить с энергией в миллиарды мил лиардов электроновольт, какую имеют космичес кие частицы.
Где-то, в космических просторах частицы получают разгон, приобретают прямо-таки «не земную» энергию. Там, в вечно черном море кос моса, непрерывно работают сверхмощные уско рители — электромагнитные поля.
Однако до поверхности Земли, как показали исследования, частицы таких высоких энергий не доходят. Значительную часть своей чудовищ ной скорости, своей громадной энергии они рас ходуют, пробираясь через земную атмосферу.
2?
Ученые задумались над тем, куда же уходит энергия первичных частиц. На что они ее тра тят? Интересно было бы узнать, как протекает встреча, взаимодействие этих частиц с веществом атмосферы.
Была подмечена одна странная особенность космических лучей. Эта особенность выходила за рамки всех известных представлений. Попро буйте-ка поставить на пути солнечного луча пре граду — стеклянную или какую-либо другую пластинку. Вы сразу заметите, что пластинка будет поглощать луч, ослаблять его силу, а мо жет быть и вовре не пропустит света. Если же преградить путь космическим лучам, то получим явление совершенно обратное — интенсивность проходящих сквозь прегрдду лучей будет воз растать, и вместо одной частицы, «вошедшей» в пластинку, выйдет из нее целая группа частиц.
Оказывается, заряженная космическая час тица, пролетая через воздух, газ или другое ве щество, сталкиваясь с атомами, способна обра зовывать новые, более мелкие частицы.
Энергичная, летящая с огромной скоростью, она словно «выбивает», «выбрасывает» из ве щества целые «пучки» новых частиц — атом ных осколков. Каждый из этих осколков в свою очередь может рождать все новые и новые частицы, и поток их будет лавинообразно на растать до тех пор, пока не иссякнет запас той
28
энергии, какую несла в себе первоначальная космическая частица. Такой поток заряженных частиц получил название «ливня». Оказывает ся, эти ливни возникают всюду вокруг нас и даже в нашем собственном теле. Подумать толь ко, что ежеминутно в наше тело проникает около тысячи космических частиц! В течение одной минуты в тканях тела возникают сотни ливней, которых мы не ощущаем, о которых не имеем ни малейшего представления!
Производя свои опыты по изучению «раз множения» космических частиц, ученые убеди лись, что особенно многочисленные ливни возни кают в таком веществе, как свинец. Если на свинцовую пластинку в приборе попадет первич ная частица, она «выбьет» из пластинки целый поток вторичных частиц, гораздо более обиль ный, чем из воздуха, газа или другого вещества. А так как число частиц в ливне легко подсчи тать (для этого существуют специальные счет чики), то нетрудно определить, какова была энергия первичной частицы, которая «распыли лась» во множестве других частиц, с меньшей энергией.
Чтобы точнее определить энергию первич ных частиц, С. Н. Вернону, Н. Л. Григорову и их сотрудникам пришлось сконструировать осо бые автоматические установки, в которых счет чики были окружены со всех сторон свинцом.
29
И снова помчались ввысь приборы с помо щью легких шаров. Счетчики точно подсчиты вали число расщеплений и тут же передавали на Землю сведения. Приборы достигали высоты 27—28 километров.
Но счетчики под свинцом могли «ловить» лишь очень небольшие космические «дожди», частицы весьма незначительных энергий. А ведь возможны и обширные ливни, охватывающие значительную площадь. Разве уловить их оди ночными летающими установками? А «захва тить» эти большие ливни просто необходимо.
Частицы высоких энергий в составе косми ческих лучей встречаются очень и очень редко, и поймать такую частицу в лабораторный при бор почти безнадежно. Много сотен, а то и тысяч лет может пройти, пока попадет в прибор одна такая частица. Но именно эти частицы могут обладать совершенно необычными, интересней шими свойствами. Благодаря своей колоссаль ной энергии они, например, могут рождать лив ни, состоящие из огромного числа новых частиц. До поверхности Земли дойдут лишь пра-правну- ки этих первичных космических вестников. Повидимому, ничего больше не остается, как изу чать эти производные частицы, унаследовавшие хотя бы некоторые свойства своих далеких «предков».
И тогда ученые попытались определять энер
го
гию первичных космических частиц на поверх ности Земли, не поднимая приборы в воздух. Французский физик Пьер Оже пробовал «уло вить» ливни, располагая счетчики на некотором расстоянии друг от друга. Он поставил перед собой задачу: засечь лавину, возникающую в воздухе непосредственно над поверхностью Зем ли, над головой исследователя. Таким способом можно было обнаружить ливни из обширных воздушных слоев. Ведь если в свинце электрон до момента его столкновения с атомом проходит путь длиной всего лишь в 6 миллиметров, то в воздухе протяженность пути электрона составит уже около 300 метров.
Сначала исследователи пробовали обойтись двумя-тремя счетчиками. Энергия пойманных ими частиц в сумме получалась не такой уж большой. Но воздушные ливни, при ближайшем' знакомстве с ними, оказывались настолько об ширными, что потребовали самого широкого изу чения. Счетчики стали располагать на террито рии в десятки и сотни гектаров — такую пло щадь покрывает космический дождь, рожденный всего только одной первичной частицей высокой энергии. Сотни тысяч и даже многие миллиону частиц насчитывает ливень из одной такой пер вичной частицы. Если на площади в 10 квад- Р'атных километров расставить счетчики для ре гистрации ливня, то частицы больших энергии
можно будет косвенно наблюдать изо дня в день.
Изучались первичные космические лучи и высоко в горах Памира и Кавказа. Там в 1944— 1945 годах работали экспедиции под руковод ством известных советских физиков В. И. Век слера, Н. А. Добротина и Г. Т. Зацепина. Ра бота велась на высоте 3000—4000 метров среди черных выжженных скал, нетающих ледников. Воздух там всегда чист и прозрачен, и «пой мать», исследовать космические лучи здесь на много легче.
Одна из крупнейших в мире установок по изучению космических лучей находится в Моск ве, на Ленинских горах, недалеко от здания МГУ. На территории установки одновременно действуют 5 тысяч счетчиков и 150 ионизацион ных камер. Ряд счетчиков расположен в подзем ных лабораториях на глубине до 30 метров — ведь часть лучей проникает и под землю. Как только появляется широкий воздушный ливень, специальный управляющий прибор подает команду всем счетчикам. Мгновенно включается система фотоаппаратов, которые фиксируют все показания приборов.
Ученые сопоставляли все полученные дан ные — и сведения из высокогорных станций и точные фотографии из наземных лабораторий. Подсчитывали количество частиц, входящих в
32
