Нобелевские лауреаты: Хидэки Юкава. Связавший нуклоны

Зачем было усыновлять взрослого физика, как все решили, что молодой ученый ошибся, и за что дали сразу две Нобелевские премии подряд, читайте в рубрике «Как получить Нобелевку».

Хидэки Юкава (Огава)

Родился 23 января 1907 года, Токио, Япония

Умер 8 сентября 1981 года, Киото, Япония

Нобелевская премия по физике 1949 года. Формулировка Нобелевского комитета: «За предсказание существования мезонов на основе теоретической работы по ядерным силам» (for his prediction of the existence of mesons on the basis of theoretical work on nuclear forces).

C фамилией нашего героя в популярной литературе существует серьезная путаница, в которую нужно внести ясность. Все пишут, что фамилия первого японского нобелевского лауреата была при рождении иной, Огава, а потом он женился и взял фамилию жены. Это все правда, но не совсем, тем более с точки зрения японского обычая и закона. Дело в том, что в семье Такудзи и Коюки Огава было аж семь детей. У Хидэки было две сестры, два старших и два младших брата. Только поэтому японские обычаи позволили тестю Хидэки, отцу 23-летней Суми Юкавы, у которого не было сыновей вообще, формально усыновить мужа своей дочери, а вступившему в брак взять другую фамилию, но не жены, а тестя. Восток — дело тонкое!

Есть расхождения и в описании семейного быта. Все говорят о культурной и интеллигентной атмосфере в семье, об увлечении археологией и культурой древнего Китая (к Лао-Цзы и Чжуан-цзы Хидэки пристрастил, скорее всего, дед), но мало кто пишет, что отец на самом деле считал своего третьего сына туповатым и собирался отправить его, в отличие от двух старших сыновей, в технический колледж, а не в университет с формулировкой «он не станет таким выдающимся студентом, как мои старшенькие». Ситуацию спас школьный учитель, классный руководитель Огавы-среднего. Тот заявил, что у юноши весьма высокий потенциал, и, если отец не хочет заниматься дальнейшим образованием самородка, он, пожалуй, усыновит талантливого ученика, которому препятствует семья.

На выбор научной специальности Огавы повлияли две вещи. Еще в последних классах школы преподаватель испортил ему впечатление от математики, поставив неудовлетворительную оценку на экзамене за то, что Юкава доказал теорему не так, как рассказывали на уроке. Отказался наш герой и от экспериментальной физики, поскольку его достали требованиями во время лабораторных работ. В итоге в университете будущий лауреат увлекся теорией элементарных частиц.

Так или иначе, уже в 1929 году 22-летний Огава получил степень в Императорском Киотском университете. После женитьбы в 1932 году он сменил фамилию, как мы уже говорили, и в 1933 году получил звание доцента в Университете Осаки. А через два года он опубликовал работу, за которую 14 лет спустя получил Нобелевскую премию по физике.

К 1930-м годам стало ясно, что ядра атомов — достаточно сложные структуры, которые состоят из некоторого количества нуклонов: протонов и нейтронов. В результате физики получили странную картину: положительно заряженные и нейтральные частицы связывало нечто, не укладывающееся в рамки ни гравитационного (слишком слабое), ни тем более электромагнитного взаимодействия (положительные заряды отталкиваются). При этом ядра атомов были стабильной реальностью.

Юкава предложил первую теорию, которая вводила понятие сильного взаимодействия между нуклонами: на очень коротком расстоянии, порядка 10^—15 метров, нуклоны обмениваются некоей частицей — переносчиком взаимодействия (по аналогии с тем, что электромагнитное взаимодействие — это обмен фотонами). Исходя из радиуса атомного ядра, Юкава вычислил приблизительную массу этой частицы. Получилось нечто среднее между протоном и электроном.

Уже в 1936 году Карл Андерсон обнаружил в космических лучах частицу сходной массы, однако оказалось, что мю-мезон, или мюон, как его стали называть позже (сам Андерсон вслед за Юкавой назвал его мезотроном — от слова «средний», но Вернер Гейзенберг, чей отец преподавал греческий, такого издевательства над античностью не стерпел и переправил на «мезон»), не подходит, поскольку он не участвует в сильном взаимодействии. Мезон Андерсона практически не взаимодействовал с ядром, да и жил в сотню раз дольше, чем предсказывал Юкава — «целую» 1/1000000 cекунды. Физики стали считать, что Юкава построил красивую, но ошибочную теорию.

В 1947 году британец Сесил Фрэнк Пауэлл открыл в космических лучах пи-мезон, или пион. Он, как и Андерсон, поднимал на аэростате в стратосферу фотопластинки и там обнаружил нужные треки в камере Вильсона. Стало понятно, что сильное взаимодействие обретает реальные очертания.

Если бы открытия были сделаны в наше время, готов спорить на что угодно, Нобелевскую премию Юкава и Пауэлл разделили бы на двоих. Или даже на троих, вместе с Игорем Таммом, который выдвинул теорию сильного взаимодействия еще до Юкавы, в 1934 году. Правда, он ошибся с частицами: по мнению нашего соотечественника, нуклоны связывали электроны и свежепридуманное (в 1930 году) Вольфгангом Паули и тоже к тому времени не открытое нейтрино. Нобелевский комитет не стал мелочиться: в 1949 году премию получил Юкава, в 1950-м — Пауэлл, а в 1958-м — Игорь Тамм, правда, совсем за другое.

После Нобелевской премии, пришедшей к Юкаве в сравнительно молодом для ученого возрасте (42 года), наш герой все больше стал заниматься борьбой за мир. И это понятно, ведь всего за четыре года до первой Нобелевской премии гражданина Японии ядерные бомбы стерли с лица Земли два японских города. Кроме того, в конце жизни, как истинный японец, Юкава вернулся к тому, с чего начинал свой интеллектуальный путь: к Лао-цзы, Чжуан-цзы и стихам. На этот раз — к своим собственным.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram, Одноклассники.