отдельные серебряные области для электродов. Конструкция колбы позволяла откачать из нее воздух и имела отверстия для введения ионообразующей нити, протонообразующего водорода и электрического датчика для определения результатов. Затем все отверстия были запечатаны воском. Лоуренс тем временем провел несколько переговоров, чтобы получить разрешение на использование самого большого магнита на кафедре. Идея состояла в том, что колба будет обмотана проволокой, доведена до состояния вакуума и помещена между полюсами магнита, что заставит частицы вращаться по спирали, по мере того как они будут набирать энергию. Наконец они были готовы подвергнуть свою установку испытанию.

Они ее включили. Стекло треснуло. Стеклянная камера явно не подходила. Ничуть не смутившись, Лоуренс и Эдлефсен пришли к новой идее. Они взяли маленькую круглую медную коробочку, которую Эдлефсен разрезал пополам, чтобы сформировать электроды. Затем их прикрепили к листовому стеклу с помощью воска так, что две половины коробки были разделены небольшим расстоянием, а их отверстия располагались параллельно друг другу. Если вы представите, что берете большое печенье, завернутое в медную фольгу, затем разламываете его посередине и вынимаете печенье, то два оставшихся медных фрагмента дадут вам представление о том, как выглядели половинки этой коробки. К ним был подключен радиочастотный генератор для получения переменного напряжения. Установка выглядела немного беспорядочно. После всех разговоров Лоуренса о его идее другие сотрудники лаборатории не сдерживались и поддразнивали Эдлефсена и Лоуренса по поводу их якобы мощной машины для ускорения частиц.

Удалось ли Эдлефсену успешно ускорить протоны в устройстве, неясно. Он действительно запустил несколько протонов циркулировать по кругу, но, прежде чем смог получить какие-либо определенные результаты, он должен был приступить к работе, которую нашел в другом месте. Но для Лоуренса проект был достаточно многообещающим, так что он немедленно нанял нового студента для работы над резонансным ускорителем.

Этот студент, Милтон Стэнли Ливингстон, был серьезным на вид сыном священника, который в университете переключился с химии на физику. Единственный сын в семье, он вырос на ферме в Калифорнии среди инструментов и машин, которые научили его практическим навыкам проектирования и построения сложных систем. Теперь эти навыки подверглись испытанию, поскольку он работал над устройством, которое должно было стать известным как «циклотрон».

Ливингстон собрал крошечное устройство, которое могло уместиться на ладони и было похоже на вариант Эдлефсена, хотя и более аккуратный. Всего 11 см в диаметре, оно было сделано из латуни и запечатано воском, а на само изготовление ушло около 25 долларов. Ливингстон быстро добился прогресса, и во время рождественских каникул 1930 года он и Лоуренс использовали эту 11-сантиметровую модель и колебательное напряжение в 1800 В, ускорив протоны до 80 000 эВ, – концепция сработала. Циклотрон мог ускорять частицы до энергий, во много раз превышающих использованное напряжение, точно так, как и задумывал Лоуренс в тот день в библиотеке.

Лоуренс и Ливингстон корректировали устройство, улучшая его методом проб и ошибок. Они изменили форму электродов и размер зазора между ними, а также слегка отрегулировали магнит с целью фокусировки, значительно увеличив ток пучка. Несколько недель спустя они построили циклотрон диаметром всего 30 см, для которого был изготовлен магнит еще большего размера. Настроив его, Ливингстон обнаружил, что они смогли разогнать протоны до скорости чуть менее миллиона эВ, приложив всего 3000 В. Лоуренс буквально прыгал по лаборатории: наконец-то его изобретение может разбивать атомы!

Лоуренс снова отправился в путешествие, и, пока он рассказывал о достоинствах своего нового изобретения, которое почти – но не совсем – достигло волшебной отметки в миллион вольт, Ливингстон продолжал работать. 3 августа 1931 года Лоуренс получил телеграмму, в которой сообщалось, что рекорд наконец достигнут: «Доктор Ливингстон попросил меня сообщить вам, что ему удалось получить протоны с напряжением в 1 миллион 100 тысяч вольт. Он также сказал мне добавить “Ого!”».

Лоуренс был у своей девушки Молли Блюмер, когда пришли новости. Он зачитал телеграмму ее семье. Пока все поздравляли его, он вывел Молли на улицу и сделал ей предложение. Она согласилась – при условии, что сначала закончит учебу в Гарварде. Затем Лоуренс поспешил обратно в лабораторию и провел последующие дни с Ливингстоном, демонстрируя изобретение всем желающим коллегам и друзьям. Относительно крошечная и недорогая машина смогла превзойти результаты, которые Кокрофт и Уолтон достигли с помощью генератора размером с комнату.

Если бы в тот момент они действительно сошлись на том, что достигли желаемого – разрушать атомы, – тогда история ядерной физики выглядела бы несколько иначе. Но команда Лоуренса из десятка физиков и инженеров была полна решимости достичь более высоких энергий. Воодушевленные заразительным энтузиазмом Лоуренса, они построили циклотроны большего размера, сначала 69 см циклотрон, для которого Федеральная телеграфная компания пожертвовала большой магнит, а затем его 94 см версию. Вскоре энергия протонов достигла 2 млн эВ.

Почему они не использовали циклотроны в научных целях? Почему они так увлеклись созданием все больших и больших устройств? Преуспев в создании циклотрона, они фактически изобрели совершенно новую область физики, в которой работаю и я, – физику ускорителей. Они поняли, что управление пучками заряженных частиц и манипулирование ими само по себе является увлекательной областью исследований и что прогресс в этой области обеспечит будущий прогресс в физике, как и предсказывал Лоуренс. Успешно ускоряя пучки с помощью циклотрона, команда Лоуренса уже опровергла заявления многочисленных недоброжелателей, которые говорили, что это невозможно. Теперь им предстояло поработать над тем, чтобы точно понять, как работают ускорители и как их улучшить, что требовало детального знания физики и поведения заряженных частиц. Они вышли так далеко за пределы технологии, что приобрели совершенно новые знания в физике и технике: знания о том, как пучки субатомных частиц создаются и взаимодействуют с электрическими и магнитными полями, как создавать электромагниты с точными свойствами и как фокусировать, транспортировать и измерять пучки субатомных частиц, невидимых глазу.

Энтузиазм Лоуренса и Ливингстона привел к тому, что команда пропустила ряд важных открытий. В 1932 году, как раз когда циклотрон побеждал в гонке высоких энергий, они были – с научной точки зрения – оставлены далеко позади теми, кто проводил более простые эксперименты. Чедвик открыл нейтрон и измерил его массу, которая оказалась очень похожей на массу протона. В Колумбийском университете Гарольд Юри открыл новый изотоп водорода с одним зарядом, но вдвое большей массой, называемый дейтерием. В том же году Андерсон с помощью облачной камеры открыл позитрон. А в апреле пришли важные вести: Кокрофту и Уолтону впервые удалось успешно расщепить атом. Команда Лоуренса быстро настроила циклотрон с литиевой мишенью, чтобы воспроизвести те же результаты. Всего за пару недель они