Что же надеются открыть физики при помощи своих гигантских циклотронов?
К концу войны физики оказались в довольно странном положении. Они, как говорится, «взнуздали» ядерную энергию, но еще очень мало знали о том, что, собственно, представляет собой самое ядро. Ядра послушно проделывали то, что заставляли их делать люди, они делились пополам и отдавали скрытую в них энергию. Они проделывали это охотно и с великой быстротой, вызывая атомные взрывы, или медленно, в виде управляемой цепной реакции. Но они не выдавали тайны своего строения.
А именно этого-то и добивались физики… Ведь ученые — люди жадные, им все хочется дознаться еще чего-то и еще чего-то, и они никак не могут удовлетвориться тем, что они уже знают. Правда, о ядре они, действительно, не так уж много знали… Им только и было известно, что оно состоит из протонов и нейтронов, что протоны сцеплены с нейтронами какими-то колоссальными силами и что эти силы отличаются от всех других сил, которые до сих пор были известны человеку. Но самая природа ядерных сил ускользала от физиков, и эта-то загадка и не давала им покоя.
Существовала еще загадка, перед которой они стали в тупик: если нейтроны, протоны и электроны представляют собой элементарные частицы, из которых состоит вещество, то, казалось бы, никаких других частиц не должно существовать. Однако в космическом излучении было открыто множество других элементарных частиц. Среди них и мезоны, о которых особенно много говорилось. А какую же роль играют мезоны в общей схеме строения ядра?
Может быть, самая любопытная особенность мезонов заключается в том, что предположение о их существовании было сделано еще до того, как они были открыты, — при попытке теоретически проникнуть в тайны ядерных сил. В 1935 году японский физик Хидеки Юкава предложил теорию для объяснения отличительных особенностей ядерных сил. Чтобы построить эту теорию, Юкава должен был допустить существование особых, еще никем не виданных частиц. Они должны были иметь массу, промежуточную между массой электрона и ядра, — и по этой-то причине они и были названы мезонами. Теорию Юкавы так и продолжали бы считать не более как остроумным построением, если бы после этого в космическом излучении не были найдены положительные и отрицательные мезоны. Юкаве за его теорию была присуждена в 1949 года Нобелевская премия.
Энергия космического излучения так невообразимо велика, что физики не надеялись воспроизвести ее при помощи машин. Но они полагали, что можно создать такой мощный циклотрон, который позволит получать новые элементарные частицы в лабораторных условиях. Для разрешения загадки ядерных сил весьма полезна высокая энергия. Лучший способ подойти к этой проблеме — это «встряхивать» протоны до тех пор, пока связи их не ослабеют, и посмотреть, что произойдет в тот момент, когда частицы расцепятся. Но для этого нужны энергии колоссальной мощности; отсюда и необходимость в гигантском циклотроне.