Рис. 5. Электроскоп показывает, что в воздухе есть ионы.
да прекратится. Значит, заряд уходит через воздух. Чем больше в воздухе ионов, тем быстрее утекает заряд.
Что же создает в воздухе ионы? Если причина этого в Земле, нужно подняться вверх, и утечка заряда уменьшится. И вот стали поднимать электроскопы на воздушных шарах. Результат опытов всех удивил: чем выше поднимали электроскоп, тем быстрее утекал с его листочков заряд. Оказалось, что причина, создающая в воздухе ионы, находится не в Земле, а в космическом пространстве. Незначительное количество ионов создается радиоактивными излучениями Земли, но на большой высоте эти излучения не сказываются.
Отрыв электронов от атомов могут вызвать либо световые лучи, либо потоки быстрых заряженных частиц. Такие потоки довольно трудно отличить от лучей, поэтому их часто тоже называют «лучами».
Долгое время было неизвестно, что именно приходит на большой высоте из космического пространства и создает ионы в воздухе. Чтобы решить эту загадку, пришлось поставить очень много опытов. Помещая электроскоп в камеру с толстыми стенками, ученые доказали, что ионизация воздуха производится каким-то излучением, способным проникать даже через толстый слой свинца.
Дальнейшие опыты выяснили, что это «проникающее излучение» приходит не только со стороны Солнца, но почти равномерно со всех направлений, т. е. из всего космического пространства. Поэтому проникающее излучение и назвали космическими лучами. В действительности эти лучи — потоки быстрых заряженных частиц.
В первичных космических лучах, когда они приходят из мирового пространства, нет никаких необычных частиц. Это просто атомные ядра. Электромагнитные силы, действующие в космическом пространстве, разгоняют эти ядра до очень большой скорости и тем самым сообщают им громадную энергию. Но когда частицы с такой энергией сталкиваются с частицами воздуха, происходят неожиданные превращения. При таких столкновениях и рождаются новые неустойчивые элементарные частицы.
Долгие годы ученые находили новые частицы только в космических лучах. Они поднимались для этого на высокие горы, забрасывали свои приборы на воздушных шарах в недоступные человеческому организму высоты. Но постепенно выяснилось, что для изучения новых элементарных частиц нет необходимости гоняться за космическими лучами. Неустойчивые элементарные частицы можно получить и искусственно.
Все разнообразие новых необычных элементарных частиц можно получить при столкновениях самых обыкновенных внутриатомных частиц, если только они разогнаны предварительно до высокой энергии. Такой разгон достигается в особых установках — ускорителях. Современный ускоритель — громадное и сложное сооружение, одно из подлинных чудес техники. Заряженные частицы получают в нем энергию от радиоволн или переменных токов высокой частоты и большой мощности. Чтобы частица при этом не сбилась с пути, ее надо ограничить определенным направлением, как поезд рельсами. Для этого используют сильный магнит. Он создает в пространстве магнитное поле, которое и выполняет роль рельсов, направляющих ускоряемые частицы по определенному пути.
Магнитное поле удобно представлять себе состоящим из силовых линий, которые, подобно нитям, натянуты между полюсами магнита. Когда заряженная частица пролетает через магнитное поле, оно не разгоняет и не замедляет ее, но непрерывно изгибает ее путь. Если никакие другие силы не действуют, частица
264