Рівняння Максвелла

ЕЛЕКТРОННИЙ МОЛОТ

еннант розгорнув аркуш паперу і прочитав:

— Отже, Фред, ви перетнули континент для того, щоб працювати в мене? — спитав Кеннант високого, трохи сутулого блондина з великими блакитними очима, на які з опуклого лоба наповзало біляве волосся.

— Так, професоре. Мені це порадив ваш друг, Август Шредер.

— Гаразд. Що ж ви вмієте робити?

— Все, що ви накажете. Я не боюсь ніякої роботи.

— А ваша освіта?

— О, не дуже багато. Три курси факультету природничих наук. Більше не вистачило грошей, і…

— Ясно, ясно.

Кеннант втупився в одну точку й кілька хвилин тер заросле щетиною підборіддя.

— А як поживає Август? — запитав він нарешті.

— Спасибі, добре. Він, як і раніше, колекціонує марки.

— А як його здоров'я? — спитав Кеннант.

— Поки що не скаржиться. Правда, інколи, особливо восени й навесні, має мороку з серцем.

— З серцем, кажете?

— Так, — відповів Фред. — Мій батько теж помер від серця.

Кеннант, покашлюючи й тручи підборіддя, кілька разів пройшовся по кабінету. Потім зупинився біля Фреда й подивився на нього сльозавими очима.

— Ну, гаразд. Я вас беру. Беру тому, що рекомендує мій найкращий друг. Вам треба дякувати не мені, а йому.

— О, професоре… — Фред зробив рвучкий рух до Кеннанта, щоб потиснути йому руку. Старик з сивою гривою, що спадала на білосніжний комір, перелякано позадкував.

— Ні, ні, ні… — промовив він квапливо, піднісши руки до рівня грудних кишень піджака. — Я вам сказав, дякуватимете Августу.

Молодик ніяково поворушив довгими незграбними пальцями в повітрі і, нарешті, сховав їх у кишенях штанів.

Якусь мить обидва мовчали. Фред дивився на чудернацьку установку. Вона нагадувала зовні кілька всунутих одна в одну коротких труб, обгорнутих чорним ізоляційним матеріалом. Кеннант стежив за виразом обличчя молодого гостя. Нарешті він промовив:

— Власне кажучи, а ви знаєте, чим ми займатимемось?

— Признатись, ні, — відповів Фред і винувато посміхнувся.

— Штука, на яку ви дивитесь, зветься лінійним прискорювачем, — сказав Кеннант.

— Он як! Значить, на цьому приладі прискорюються ядерні частинки?

— До певної міри так. Якщо тільки електрони можна назвати ядерними частинками.

— Прискорювач електронів? — запитав Фред.

Кеннант кивнув головою і, обійшовши обгорнуті чорним матеріалом труби, ввімкнув рубильник. На мармуровому щиті спалахнула червона лампочка. Застукотів вакуумний насос.

— Зараз нам доведеться вийти в іншу кімнату. Енергія прискорених електронів дорівнює приблизно п'яти мільйонам електроновольт. Пробиваючись назовні крізь тонку алюмінієву фольгу з камери прискорювача, вони створюють сильний фон гамма-випромінювання. Це небезпечно.

Професор та його новий асистент швидко вийшли з лабораторії в сусідню кімнату, щільно зачинивши за собою важкі двері, обшиті листовим свинцем.

Кеннант усівся за письмовий стіл і, перегортаючи якісь папери, здавалося, зовсім забув про свого нового асистента. Фред мовчки переступав з ноги на ногу і озирався навколо. На невеликих столиках по кутках кімнати стояли металографічний мікроскоп та мікропроектор. Біля вхідних дверей височів великий масивний сейф. Це був нефарбований чавунний ящик заввишки понад півтора метра із стінками принаймні сантиметр десять завтовшки.

— Вам доведеться ознайомитися з дією електронного молота, — нарешті промовив професор Кеннант.

— Електронного молота? — здивовано перепитав Фред.

— Так. Це, звичайно, фігуральна назва. Проте вона до деякої міри передає основну ідею. Електронами можна кувати метал. Так, так, і, коли хочете, ви попали в кузню атомного віку. А я — коваль у цій кузні.

Кеннант примружив очі й лукаво посміхнувся.

— Ну що ж! Я з задоволенням буду вашим підмайстром, якщо ви цього захочете, — сказав Фред і теж посміхнувся.

— Гаразд. Але спершу ви повинні зрозуміти основну ідею. Ви знаєте, для чого кують метал?

Фред замислився. Тепер дуже часто ставляться на перший погляд надзвичайно прості питання, на які легко відповісти тоді, коли ти нічого не тямиш у сучасній науці.

— На це питання найкраще міг би відповісти якийсь потомствений коваль, — зауважив Фред зніяковіло.

— Отже, не знаєте. Ну що ж, я вам розповім. Звичайно, дуже коротко. Докладніше ви прочитаєте в книжках. Метал кують для того, щоб надати йому не тільки потрібної форми, а й деяких важливих властивостей. Коли ми обробляємо метал ударами молота, то створюємо на його поверхні щільний шар, від чого виріб стає міцнішим. Відбувається зміцнення металу.

— Ясно, — сказав Фред.

— Кувати метал можна з успіхом лише до певної Межі. Якщо норму перейти, метал тріскатиметься через внутрішню напругу.

— Уявляю.

— Все це — зовнішні ознаки. Важливіше те, що відбувається всередині металу, коли його кують. Ви знаєте, що робиться всередині?

Фред рішуче похитав головою.

— Ні, не знаю.

— Коли метал кують, змінюється його кристалічна структура. Атоми металу зближаються і утворюють щільнішу, ніж решта маси, оболонку. Саме вона й надає металу міцності.

— Розумію.

— Теорії на сьогодні досить. Я іду обідати, а ви сідайте за мій стіл і читайте оце.

Кеннант подав Фреду книгу, що називалася: «Зміна структури металів при куванні».

— Добре, я її прочитаю, — сказав Фред.

— Повернусь години через дві-три. Якщо надумаєте йти, — ключ у дверях. На першому поверсі інституту здасте черговому.

Фред, сідаючи за стіл професора, кивнув головою.

Коли двері зачинились і кроки Кеннанта затихли, Фред кілька хвилин гортав книжку. Потім одсунув її і почав розглядати стіл, за яким сидів. Присунувши до себе розкішне письмове приладдя, — позолочена бронза на чорному мармурі, — він побачив під ним величезну діру в столі. Це був безформний отвір, зроблений якимось тупим інструментом. Клапті спотвореного дерева стирчали на всі боки. Навколо отвору виднілося ще кілька менших.

Оглянувши письмовий стіл, Фред тихенько підвівся, прислухався і заходив по кімнаті. Потім підійшов до сейфа і спершу легенько, а тоді щосили смикнув за ручку дверцят. Сейф був замкнений. Коли Фред потягнув за ручку, зсередини раптом почулося шипіння й тріск. Фред відскочив і витер спітнілий лоб. Потім він знову підійшов до сейфа і ще раз безуспішно посмикав за ручку дверцят.

Кругла ввігнута чашка з хрому була закріплена у спеціальному затискачі, насадженому на рухомий вал. Коли вал починав обертатись, чашка коливалася вгору — вниз, вправо — вліво, описуючи в просторі складну траєкторію.

— Зовсім наче епіцикли Платона, — зауважив Фред, дивлячись, як хитається на всі боки металева чашка. — Для чого все це?

— Це потрібно для того, щоб електронний пучок обробив усю поверхню, — відповів Кеннант. — Якщо електрони весь час куватимуть одне й те саме місце, то воно миттю розжариться до білого і, зрештою, розплавиться. Цього допускати не можна.

— Ви кажете, енергія електронів дорівнює п'яти мільйонам електроновольт?

— Так, Фред. При цій енергії електрони здатні зміщувати атоми металу з вузлів кристалічних ґрат. Атоми металу зближаються, і оброблена поверхня набуває більшої щільності. Точнісінько як при куванні металу молотом. Якщо звичайна відстань між атомами хрому становить приблизно три ангстреми, то після його обробки електронним молотом ця відстань зменшується до однієї десятої ангстрема. Уявляєте, що це означає?

Фред нерозуміюче закліпав очима.

— Густина речовини обернено пропорціональна кубу відстані між атомами. Цілком зрозуміло, що після електронного кування густина металу зросте більше ніж у тисячу разів. Якщо вага одного кубічного сантиметра хрому дорівнює семи грамам, то один кубічний сантиметр кованого хрому важитиме понад сім кілограмів.

— Ого! — вигукнув Фред. — Зовсім як зоряна речовина. Кажуть, густина речовини, з якої складаються зірки, фантастично велика. Один кубик цієї речовини важить кілька тонн.

— Цілком правильно. Це робиться за рахунок ущільнення атомних ядер.

— Отже, ви хочете відтворити зоряну речовину?

Кеннант підійшов до імпульсного генератора і ввімкнув напругу.

— Давайте вийдемо. Зараз почнеться електронна обробка металу.

Кеннант і Фред пройшли в сусідню кімнату. Позаду ровів генератор. Електронне кування хромової чашки помилось.

— Отже, ви хочете відтворити зоряну речовину? — повторив питання Фред.

Кеннант сів за стіл і довго дивився в очі свого помічника. Потім сказав:

— Справа в тому, мій молодий друже, що створення зоряної речовини не головне завдання. Все, що я роблю, потрібне для розв'язання однієї надзвичайно важливої прикладної проблеми з галузі оптики.

— Он як? Оптики? — здивувався Фред. — А я вважав, що ви займаєтеся суто металургійною проблемою.

— Ні. Все це потрібне для іншого. Я вирішив побудувати гамма-мікроскоп.

— Гамма-мікроскоп? — перепитав Фред.

— Так, гамма-мікроскоп. Він допоможе людям бачити окремі атоми і, можливо, навіть електрони…

— Ви жартуєте, професоре, — недовірливо промовив Фред.

— Анітрохи. У звичайних мікроскопах використовуються світлові промені з довжиною хвилі від чотирьохсот до семисот мілімікронів. Приблизно такі мінімальні розміри об'єктів, які можна вивчати в цих променях. Є мікроскопи, де використовуються ультрафіолетові промені. Це дає можливість бачити об'єкти, у десяток разів менші за розміром. Чим менші розміри мікроскопічних тіл, які ми хочемо спостерігати, тим коротшою має бути довжина хвилі світла.

Розміри атома — близько одного ангстрема. Це відповідає гамма-променям.

— Але як ви ці гамма-промені сфокусуєте, як примусите їх підкоритися законам геометричної оптики? Це ж неможливо.

— Можливо, — промовив Кеннант. — Для цього потрібен матеріал, що з нього, як ви правильно зауважили, можна створити фокусувальні пристрої для гамма-променів. Неважко здогадатися, що ця речовина повинна мати величезну густоту, тобто дуже малу міжатомну відстань. Якщо відстань між атомами речовини буде значно меншою за довжину хвилі гамма-променів, то вони від неї підбиватимуться, як світло від звичайного дзеркала.

— Он як! — вигукнув Фред. — І для цього ви й займетесь електронним куванням металу?

— Так.

— От здорово! І вам це вдається?

— Майже, — відповів Кеннант. — Погляньте на цю діаграму.

Кеннант підвів Фреда до стіни, на якій висіла схема дзеркального мікроскопа.

— Тут зображено три сферичні дзеркала. Це — параболічний конденсатор. Це — об'єктив дзеркала, в який вводяться гамма-промені. Зображення формується на екрані, що люмінесціює.

— Все це справді дуже просто, — сказав Фред. — Звичайно, за винятком виготовлення матеріалу для дзеркала, що відбиває гамма-промені.

— От у цьому й допомагає електронний молот.

Помовчавши мить, Фред, ніби роздумуючи, зауважив:

— Якщо можна виготовити такий матеріал, то можна збудувати й прожектор гамма-променів…

— Для чого? — насторожився Кеннант. Сиві брови його насупились.

— Адже це був би ідеальний прожектор променів смерті, про які так давно мріяли…

— Що? Промені смерті? — професор підвівся і суворо глянув на свого помічника.

— Авжеж. Можна виготовити велике параболічне дзеркало і в його фокусі укріпити джерело гамма-випромінювання, наприклад, кусок кобальту з атомною вагою 60. Від променів такого прожектора не можна було б сховатися навіть за муром.

— Мені не подобаються такі розмови, Аліксон, — сказав Кеннант. — Викиньте їх з голови. Я категорично забороняю думати в моїй лабораторії про смертоносні прилади.

Старий вчений кілька разів пройшовся по кабінету.

— Спроба використати мої праці для цієї мети вже була. Та успіху вона не мала і, гадаю, не матиме.

Сказавши це, Кеннант вийшов. Фред чув, як в «електронній кузні» стукнув рубильник. Професор Кеннант вимкнув електронний молот. За кілька хвилин він повернувся, тримаючи в руках оброблену хромову чашку. Він одімкнув сейф і сховав її всередину. Не промовивши й слова, вчений залишив приміщення.

— Тепер, Фред, ви знаєте, як і що треба робити. Я їду днів на два й доручаю вам обробити ці хромові параболоїди. Вони нам згодяться для конденсаторів майбутнього мікроскопа. Тільки, прошу вас, після обробки негайно ховайте їх у сейф і до мого приїзду не чіпайте. Зрозуміло?

— Так, професоре.

На обличчі Фреда на мить з'явилася легка тінь, яка одразу ж зникла. Він подивився на свого шефа.

— Ключ від сейфа ви мені залишите?

— Аякже. Майте на увазі, ці параболічні дзеркала надзвичайно цінні. Пам'ятаєте, ви мені говорили про смертоносні промені? Так от, дзеркала особливо придатні для цієї мети. Якби військове міністерство країни знало, що вони в нас є, то не пошкодувало б грошей, аби тільки їх придбати. Тому повторюю: кожне виготовлене дзеркало негайно ховайте під замок. Ось вам ключ.

Кеннант подав своєму асистентові ключ від сейфа. Фред обома руками притис його до грудей.

— І ще, — вів далі Кеннант, — якщо у вас ненароком розіб'ється якесь із цих дзеркал, то в моєму письмовому столі є хромові заготовки. Можете повторити дослід.

— Розіб'ється? — здивувався Фред.

— Так. Вони іноді розбиваються. Після електронного кування вони часто стають крихкими. Отже, вам усе ясно?

— Ясно. Я зроблю так, як ви кажете.

Після цієї розмови Кеннант кілька хвилин походив по лабораторії, уважно оглянув усі прилади та установки і, нарешті, зупинився біля вихідних дверей.

— Заклинаю вас, кожне виготовлене дзеркало негайно ховайте в сейф. Це конче потрібно, розумієте? Якщо ви цього не робитимете…

— Що ви, професоре! — вигукнув Фред. — Я все зроблю так, як ви сказали.

— Тоді бажаю успіху. До побачення.

Як тільки професор Кеннант пішов, Фред підскочив до лінійного прискорювача. Він заправив у затискач хромове параболічне дзеркало й увімкнув електронний молот. Через сорок хвилин він повторив те саме з другим параболоїдом, потім з третім, четвертим, п'ятим. Роботу закінчив пізньої ночі, коли на письмовому столі вже лежало сім готових параболічних дзеркал — відбивачів гамма-променів.

— Старий осел! — зловтішно промовив Фред. — Який же він ідіот! Нарешті я одержу за роботу те, що мені належить. Як Брайту не пощастило цього зробити раніше?

Скінчивши роботу, Фред відімкнув сейф і зазирнув усередину.

— Хитра бестія! — шепотів він сам до себе. — Знищив усе, що було зроблено досі. Самі уламки!

Справді, у сейфі він не знайшов жодного цілого дзеркала. На чотирьох полицях лежали тільки дрібні уламки колишніх сферичних та параболічних дзеркал.

Фред поклав п'ять дзеркал у сейф, а двоє засунув собі в кишеню. Вони були важкі, і штани сповзали вниз.

Після цього Фред замкнув сейф і залишив лабораторію.

В кафе «Сирена» він похапцем набрав телефонний номер.

— Кайзер? Привіт, старик. Гадаю, чекова книжка при тобі? Так от, негайно приходь до мене й забирай товар. Так, так. Не розумію, як це не пощастило Брайту. Простісінько! Він сам усе віддав у мої руки. Що? Це все передбачено. Він сказав, що деякі з них можуть стати крихкими й розбитись. З цими все гаразд. Скоріше приїжджай і бери, а то я лишусь без штанів. Вони важкі, як авіаційні бомби. Що? Добре, поки що я згоден на аванс. Після випробування — решту? Гаразд. Отже, кафе «Сирена». Чекаю.

Кайзер не ввійшов, а влетів.

— Вітаю, щасливчику! — прошепотів він на вухо Фреду й потис йому руку.

— Спритно я обробив цього античного пацифіста, га? — розв'язно промовив Фред.

— Шикарно. Не розумію, як це тобі пощастило так швидко. Наш бос захоплений'. Де вони?

Фред оглянув порожнє кафе і тоді обережно витяг з кишені спершу одне, а далі й друге параболічні дзеркала.

— Гроші на бочку!

Кайзер подав йому чек. Прочитавши цифру, Фред широко посміхнувся.

— Я тільки що дзвонив у міністерство, головному. Завтра він особисто повезе їх на спеціальний полігон для випробування. Якщо все буде гаразд, то цю суму буде збільшено у п'ять разів. Ось гарантійний лист.

— Порядок, — сказав Фред і передав своєму приятелові обидва дзеркала. — Не забудь сказати головному: мені ще належить за те, що я знаю, як ці штуки роблять. Ними ж незабаром почнуть озброювати армію! Я можу взяти на себе налагодження масового виробництва.

— Певна річ, — сказав Кайзер. — Це матимемо на разі. Ну, а тепер давай вип'ємо — і гайда додому. Тобі пора спати. Адже завтра в тебе, хай йому чорт, напружена наукова робота. Два дзеркала вийшли крихкими й розбились, їх треба виготовити знову. Так же?

Кайзер і Фред голосно зареготали.

Кеннант застав Фреда за письмовим столом. Він розсівся в кріслі, витягнувши ноги вперед, і, пихкаючи, видихав із легенів сигарний дим.

— Привіт, молодий друже, — весело звернувся професор до свого асистента.

— А, шеф, прибули! Як ви себе почуваєте?

— Дякую, добре. Навіть дуже. А ви?

— Все гаразд. Трохи втомився. Ці кляті дзеркала…

— Що з ними? — посміхаючись, запитав Кеннант.

— Та те, про що ви мене попереджали. Двоє з них вийшли дуже крихкими й розбились…

Кеннант уважно глянув на юнака, похитав головою і сумно промовив:

— Я так і знав. У цьому все нещастя. Не втямлю, що з ними робити? Саме в цій крихкості і заковика.

Фред встав і підійшов до професора.

— Не турбуйтесь, я зробив нові. Як ви й наказали. Усіх сім штук. Хочете подивитись?

— О так, звичайно. Покажіть.

Фред підійшов до сейфа, клацнув ключем і широко розчинив дверцята.

— Будь ласка, дивіться.

Кеннант заглянув усередину сейфа. Кілька секунд він стояв мовчки, а тоді підняв здивовані очі на Фреда.

— Де ж вони?

— Як де, тут, ось…

Останнє слово застрягло у Фреда в горлі. Він заглянув у сейф і не побачив там ніяких дзеркал. Замість них полиця була вкрита товстим шаром металевого пилу й уламків. Далі він перевів очманілий погляд на професора.

— Вони там були…

Кеннант криво посміхнувся.

— Шкода, — сказав він з жалем. — З ними сталось те саме, що і з тими двома.

— З якими? — прошепотів Фред.

— Ну, з тими, про які ви кажете, що вони розбились.

Кеннант одійшов від сейфа і глибоко зітхнув.

— Добре, що хоч ви уціліли, — сказав учений ніби між іншим. — І це завдяки тому, що ви суворо додержували моїх інструкцій і одразу ж після обробки ховали дзеркала в сейф.

Фред пішов за професором, чекаючи пояснень. Обличчя в нього було стривожене.

— Ах, якби не ця жахлива внутрішня напруга! — з жалем вигукнув Кеннант. — Ми давно збудували б гамма-мікроскоп!

— Яка напруга?

— Ота сама, через яку наші дзеркала стають такими крихкими й самі розриваються, мов осколочні гранати. Гляньте.

Кеннант одсунув на край стола письмове приладдя й відкрив під ним безформну діру.

— Ось наслідок мого першого експерименту. Я виготовив перше дзеркало і поклав на стіл. Воно спокійно лежало два дні, а потім вибухнуло. Осколки прошили кришку стола. На щастя, в цю мить я був у кімнаті, де стоїть лінійний прискорювач. Пам'ятаєте, я вам казав, що навіть при звичайному куванні металу його поверхня іноді тріскається через напругу, яка виникає. Те саме відбувається і під час електронного кування, тільки метал не просто тріскається, а буквально вибухає. Після першого досліду я й придбав цей сейф. Навіщо рискувати життям, правда?

Фред, блідий, наче мрець, витріщав на Кеннанта сповнені жаху очі.

— Ну, тепер боятись нічого. Головне, що ви своєчасно ховали оброблені дзеркала в сейф. Я вас розумію. Уявляєте, що було б, якби ви не виконали моїх інструкцій?

Кеннант добродушно захихикав і поплескав Фреда по плечу.

— Професоре, я себе дуже погано почуваю, — нарешті прохрипів Фред, — дозвольте, я піду…

— Будь ласка, не маю нічого проти, — сказав Кеннант, сідаючи за письмовий стіл. — Можете йти додому й відпочити. Без мене ви непогано попрацювали, так же? Ви заслужили відпочинок.

Фред охопив голову обома руками й вибіг з кабінету. Кеннант насмішкувато подивився йому вслід. Потім він узяв аркуш паперу й написав: