Было установлено, что урановая руда испускает лучей тем больше, чем больше в ней урана, и больше всего лучей испускает чистый металл уран. Следовательно, лучи Беккереля исходили из урана.
Но вскоре, в 1898 году, молодой польский физик Мария Складовская-Кюри, жившая во Франции, обнаружила, что из одной разновидности урановой руды, привезенной из Чехии, испускается лучей Беккереля гораздо больше, чем из чистого урана. Обсудив это странное явление со своим мужем — известным физиком Пьером Кюри, она пришла к выводу, что в этом сорте урановой руды содержится какое-то неизвестное вещество, испускающее в очень большом количестве лучи Беккереля. В течение нескольких лет Пьер и Мария Кюри занимались выделением этого нового вещества из руды. Через четыре года напряженного труда, в течение которых супруги Кюри переработали около двух вагонов руды, они получили несколько десятых грамма соединения нового вещества с хлором. Еще через несколько лет это вещество было добыто в чистом виде. Оно было названо радием, от латинского слова «радиус» — луч (слово «радий» в буквальном переводе означает «лучистый»). Самое же явление испускания лучей Беккереля было названо радиоактивностью. Радий оказался в миллион раз более радиоактивным, чем уран.
Исследуя свойства радия, ученые обнаружили, что он выделяет теплоту: вода, в которую был помещен радий, нагревалась. И тут-то обнаружилось самое странное.
Всем известно, что дрова, выделяя тепло, сгорают и по мере сгорания выделяют тепла все меньше и меньше. То же самое происходит и с другими источниками энергии: они более или менее скоро иссякают. Согласно одному из основных законов физики — закону сохранения энергии, о котором мы уже говорили, энергия не может создаваться из ничего, а может только превращаться из одного вида в другой или переходить от одного тела к другому. Если энергия передается от одного тела другому, то в первом теле ее становится все меньше и меньше.
Каково же было удивление физиков, когда они убедились, что энергия, испускаемая куском радия, не уменьшается с течением времени: сегодня он выделяет за 1 час энергии столько же, сколько вчера; то же самое через неделю, через месяц, через год. Многие годы физики внимательно следили за радием, но интенсивность его излучения не уменьшалась. Радий походил на волшебный горшок из сказки: сколько кашу не ешь, ее все столько же.
Физики подвергали радий всевозможным внешним воздействиям: высокому давлению, нагреву, охлаждению, но ничто не изменило количества излучаемой радием энергии, никакими способами не удавалось ее ни уменьшить, ни увеличить.
Разделение радиоактивных лучей в магнитном поле
Исследование самих испускаемых лучей показало, что если пропускать эти лучи между полюсами сильного магнита, то они расщепляются на три части. Одна часть отклоняется в одну сторону, другая — в противоположную, а третья сохраняет прежнее направление. По этим отклонениям ученые определили, что в составе лучей, испускаемых радием, находятся мельчайшие частицы, заряженные электричеством.
С электричеством сейчас знакомы все — все с ним имеют дело. Напомним, что электричество бывает двух родов, из которых один условно назван положительным зарядом, другой—отрицательным. Однородные электрические заряды отталкиваются друг от друга, а разнородные притягиваются друг к другу. Вблизи электрически заряженных тел положительные и отрицательные заряды движутся в противоположные стороны. Так происходит и при движении электрических зарядов около магнита: противоположные заряды отклоняются в противоположные стороны.
В конце прошлого века было установлено, что электричество состоит из мельчайших частиц, которые были названы электронами. Тогда говорили об отрицательных и положительных электронах. В дальнейшем слово «электрон» стали применять лишь для обозначения отрицательно заряженных частиц.
Таким образом, наблюдения над лучами радия, проходящими вблизи магнита, показали, что в их состав входят частицы, заряженные положительным и отрицательным электричеством. Первые стали называть альфа-частицами (α—альфа, первая буква греческого алфавита), вторые — бета-частицами (β — бета, вторая буква греческого алфавита), третья же, не отклоняющаяся часть лучей, не заряженная электричеством, получила название гамма-лучей (γ — гамма, третья буква греческого алфавита).