Звучить як сюжет науково-фантастичного фільму, але наука дійсно має інструмент, який дозволяє людству віртуально подорожувати в часі та зазирати в епохи давно зниклих цивілізацій. Ця своєрідна «машина часу» не має миготливих лампочок чи хромованого корпусу, адже її головним рушієм є специфічна і надзвичайно рідкісна форма вуглецю. Історія цього епохального відкриття почалася у 1940 році з виснажливого експерименту, який назавжди змінив наше розуміння історії Землі, пише T4.
Відчайдушний марафон біля циклотрона
Ще з середини 1930-х років фізики-теоретики передбачали існування форми вуглецю з двома додатковими нейтронами в ядрі. Проте, як зазначає Live Science, наукова спільнота була переконана, що цей ізотоп буде настільки нестабільним і короткочасним, що його фізично неможливо буде зафіксувати. Засновник Берклійської лабораторії Ернест Лоуренс вирішив кинути виклик цьому песимістичному твердженню. Він доручив хімікам Мартіну Камену та Семюелю Рубіну знайти цей невловимий атом. Після цілого року марних спроб, у січні 1940 року, дослідники зважилися на справді відчайдушний крок.
Вони помістили шматочок кристалічного графіту всередину циклотрона — одного з перших прискорювачів частинок — і почали безперервне бомбардування зразка дейтронами. Вчені сподівалися, що графіт поглине зайві нейтрони, випромінить протон і перетвориться на свою «важку» версію. Цей виснажливий процес тривав 120 годин поспіль. Наприкінці марафону недосипаючий Камен виглядав настільки розпатланим і підозрілим, що дорогою додому його навіть затримала поліція, прийнявши за небезпечного втікача.
Цікаво знати: Чи справді кожен 200-й чоловік у світі є нащадком Чингісхана: генетики розкрили правду
Публікація, що змінила науковий світ
Повернувшись до лабораторії після інциденту з поліцією, Камен разом із Рубіном нарешті помітили слабкі ознаки радіоактивності у зразку. Протягом наступних двох тижнів вони очищали матеріал, перетворюючи його на газоподібний діоксид вуглецю, щоб точно виміряти показники за допомогою лічильника Гейгера. Результат став абсолютною сенсацією: всупереч усім очікуванням теоретиків, знайдений вуглець-14 не зникав за долі секунди.
Згідно з їхніми першими розрахунками, для розпаду половини цих радіоактивних атомів потрібно було близько 4000 років (сучасна наука уточнює цей період напіврозпаду до 5730 років). У своїй історичній статті, опублікованій 15 березня 1940 року в авторитетному науковому журналі Physical Review Letters, автори чітко усвідомлювали колосальні перспективи свого відкриття.
«Виміряний поперечний переріз у поєднанні з низьким виходом свідчить про те, що період напіврозпаду дуже довгий (роки). Довгоживучий радіовуглець матиме велике значення для багатьох хімічних, біологічних та промислових експериментів», — наголосили дослідники у своєму звіті.
Хімічний ключ до минулого людства
Незважаючи на те, що подальші долі першовідкривачів склалися драматично (Рубен трагічно загинув у лабораторії від отруйного газу, а Камен роками зазнавав політичних переслідувань), їхня праця стала фундаментом для справжніх подорожей у часі. Революція відбулася у 1949 році, коли хіміки Джеймс Арнольд та Віллард Ліббі довели, що співвідношення вуглецю-14 до стабільного вуглецю є ідеальним природним годинником.
За розробку методу радіовуглецевого датування Ліббі отримав Нобелівську премію з хімії. Сьогодні цей ізотоп дозволяє археологам з дивовижною точністю визначати вік стародавніх артефактів, манускриптів та кісток, яким до 50 000 років. Саме завдяки цьому невловимому елементу ми можемо «подорожувати» в епоху неандертальців, вивчати побут перших цивілізацій і буквально читати історію планети, записану в її атомах.
Раніше ми повідомляли, що в Антарктиді виявили гігантське яйце невідомого звіра.
Підписуйся на наш Telegram-канал