Генерация частиц высокой скорости
Принят был именно этот последний метод, хотя, как это ни парадоксально, большинство важных результатов было получено старыми методами получения элементарных частиц из радиоактивных веществ. Сам Резерфорд работал с аппаратурой, которая по своей простоте и дешевизне вряд ли могла бы найти себе равную в XIX веке и, пожалуй, больше походила на аппаратуру Гильберта в XVI веке. Это была знаменитая школа «сургуча и веревки» лаборатории Кавенднша. Простота ее была несколько фиктивной, поскольку фактически, если бы не знания, кропотливо накопленные с помощью значительно более совершенной аппаратуры XIX века, получить эти результаты было бы невозможно. Тем не менее она представляла разительный контраст по отношению к новым требованиям, предъявляемым к ускорителям заряженных частиц, или, как их популярно назвали, установкам для расщепления атома. Для того чтобы получить необходимые большие скорости частиц, нужна была аппаратура, отличная от той, которая имелась до этого времени в физических лабораториях, и создание таких аппаратов означало новую главу в истории взаимоотношений физики с достижениями промышленности. Опираясь на электропромышленность, Кокрофт и Уолтон сконструировали установку высокого напряжения, в которой атомы водорода могли подвергаться ускорению при напряжении около 1 — 2 миллионов вольт, и с ее помощью показали, что такие частицы могли расщеплять ядра целого ряда легких атомов.
Физика, связанная с электротехникой
Создание таких установок было возможным'благодаря достижениям электропромышленности в начале столетия.Вместе с увеличением дальности передач электроэнергии появилась потребность в изучении линий высокого напряжения. В то же самое время достижения в технике связи, в особенности фантастически быстрое развитие радиосвязи, привело к овладению вакуумной техникой крупного масштаба. Потребность в создании физической аппаратуры для технических целей означала, что с еередины 20 - х годов научно - исследовательская работа в области физики и особенно в области атомистики будет еще теснее связана с электротехнической промышленностью. Уже один только объем затрат на эту работу и требующийся для нее технический опыт делали невозможным ее дальнейшее проведение в качестве простого придатка к университетской подготовке. Из ускорительной установки Кокрофта и Уолтона мощностью в 2 млн. вольт выросло множество современных гигантских ускорителей заряженных частиц. Новый принцип, введенный Лоуренсом в циклотрон и заключающийся в том, чтобы обеспечивать большую скорость частиц не в один прием, а серией последовательных импульсов, открыл путь для еще более мощных бетатронов, синхротронов, линейных ускорителей, фазотронов, дающих эквивалент десятков миллиардов вольт. Единственным ограничением является здесь вопрос стоимости, которая достигла к 1956 году порядка 10 млн. ф. ст. Оплатить такую стоимость уже не под силу небольшим государствам, которым пришлось с этой целью объединить свои усилия.
Чтобы полностью оценить те достижения, о которых будет рассказано ниже, было бы необходимо оглянуться на развитие другой отрасли физики, в задачу которой входит получение свободных электронов и управление ими, что будет рассмотрено ниже; однако во избежание разрыва преемственности целесообразнее непосредственно продолжить начатый нами здесь рассказ.