МАГНЕТИЗМ ПЬЕРА
МАГНЕТИЗМ ПЬЕРА
Официальные биографы, среди которых сама Мария и ее дочь Ева, говорят, что связь между Пьером и Марией возникла сразу; можно сказать, что это была любовь с первого взгляда. Слова кажутся бедными для того, чтобы описать, что же возникло между ними — нечто такое же интенсивное, как магнитные поля, которые использовал Пьер для изучения магнетизма.
Настолько интенсивное, что Мария отклонилась от той цели, которую себе поставила, — приехать в Париж только для того чтобы потом использовать полученные знания на благо своей родины. После получения высшего образования в области физики и математики и окончания гранта на изучение сталей Мария планировала вернуться в Варшаву. Она хотела помочь своей стране наилучшим способом из известных ей: обучая своих соотечественников. Так, летом 1894 года Мария думала, что оставляет Париж навсегда.
Но она не могла предвидеть встречу с Пьером. Он впервые в своей жизни поборол свою хроническую нерешительность и сделал все возможное и невозможное, чтобы убедить Марию вернуться. Пьер не был связан никакими отношениями, когда познакомился с Марией; он жил для науки и не был готов разделить свою жизнь с кем-то, у кого не было бы той же цели, что и у него. Его мнение о научных способностях женщин было не слишком высоким, но это, как и многое другое в его жизни, резко изменилось после знакомства с Марией. Не менее радикальными были изменения и в жизни молодой женщины.
Итак, этот серьезный и застенчивый господин, у которого в его 35 лет не было никаких отношений, все лето искал способ встретиться с Марией. Поехать к ней в Варшаву казалось ему чрезмерным вмешательством, но он подумал, что, возможно, они смогут встретиться в Швейцарии, когда она с отцом на несколько дней поедет туда на отдых. В итоге он не решился на эту встречу (как расскажет об этом позже), но не переставал писать ей в своем характерном хаотичном стиле. В этих письмах он говорил о том, что они имеют общую мечту посвятить себя науке. Также он делал ей такие неприличные предложения, как снять вдвоем квартиру, которая была рядом с их лабораторией. Сегодня кажется естественным, что мужчина и женщина живут вместе, не оформляя отношений, но в конце XIX века предложение жить в одном доме, не состоя в браке, должно быть, звучало вопиюще даже для Марии, которая мало внимания обращала на условности. Одно дело — принимать его в мансарде в Латинском квартале, где она жила одна, а совсем другое дело — согласиться на предложение жить с ним, какой бы удобной ни была для обоих эта квартира.
Пьер Кюри в 1891 году начал изучение магнитных свойств различных соединений и элементов. В то время знания о магнетизме были очень пространными, но было известно, что вещества можно разделить на три группы в зависимости от их поведения в присутствии магнитных полей. Самой многочисленной группой были диамагнетики, то есть группа слабомагнитных веществ, намагничивающихся против направления внешнего магнитного поля. Парамагнитные вещества, наоборот, намагничиваются по направлению внешнего поля. Наконец, сильномагнитные вещества, или ферромагнетики, среди которых железо, могут обладать намагниченностью в отсутствии внешнего магнитного поля. Пьер изучал поведение 20 веществ в магнитном поле, нагревая их до высокой температуры, и выяснил, что диамагнетики не изменяют свойств с ростом температуры, в то время как парамагнитные вещества теряют при этом магнитные свойства. Но наиболее вызывающе вели себя ферромагнитные вещества, которые теряли свои свойства и превращались в парамагнетики, если имели температуру выше пороговой (названной температурой Кюри в честь Пьера).
Результаты этой работы составили его докторскую диссертацию, представленную 6 марта 1895 года. Это была выдающаяся работа, которая произвела революцию в знаниях того времени о магнетизме. Среди присутствующих на защите был доктор Эжен Кюри; как отец, он мог с гордостью убедиться, каким удачным было его решение не отдавать своего сына, казавшегося тугодумом, в школу, а вместо этого нанять учителей, чтобы не менять его личного ритма обучения. Еще одним человеком, присутствовавшим на защите, была польская студентка, которая попросила помощи Пьера в исследованиях магнитных свойств сталей. Должно быть, девушка произвела на него очень большое впечатление, поскольку через некоторое время после знакомства с ней Пьер отправил ей необычное любовное послание — экземпляр статьи с дарственной надписью, в которой он сформулировал свой универсальный принцип симметрии.
Практичный характер и возможность создания семьи, которую, должно быть, учитывал Пьер, наверное, были определяющими в решении получить наконец докторскую степень. Вне зависимости от мотивов, которые побудили его представить диссертацию, это было очень плодотворным решением, поскольку через некоторое время после защиты Пьер получил кафедру в Школе промышленной физики и химии. С другой стороны, он привлек внимание Французской академии наук, которая через некоторое время вручила ему и его брату премию Планте за открытие пьезоэлектричества, совершенное, когда Пьеру было немногим больше 20 лет. Это признание не было случайностью; когда Пьер защитил докторскую диссертацию, он уже получил результаты первой величины в различных областях (таких как симметрия кристаллических соединений, пьезоэлектричество и магнетизм), и его работы привлекли внимание влиятельных иностранных ученых, таких как лорд Кельвин. Тот факт, что он не представлял свою диссертацию раньше, был вызван не исследовательской ревностью, а тем, что он не придавал значения почестям и академическим званиям.
Мария (внизу слева) в семейном кругу. Фотография была сделана, когда она еще жила в Варшаве.
Мария в доме Длуских на улице Альмань после прибытия в Париж. Это была любимая фотография Пьера.
Супруги Кюри с велосипедами, на которых они отправились в свадебное путешествие.
* * *
ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСТВО: ВОПРОС СИММЕТРИИ
Механизм поджига во многих газовых плитах основывается на явлении, открытом Пьером Кюри вместе с его братом Жаком. Оно состоит в создании разряда с помощью давления, которое является следствием отсутствия центра симметрии в некоторых веществах. Когда создается давление на определенную ось кварца или турмалина, заряды автоматически распределяются по граням, перпендикулярным этой оси, и создается небольшая разница потенциалов. Первым перспективным применением этого явления был пьезоэлектрический сонар, который разработал Поль Ланже- вен во время Первой мировой войны для обнаружения подводных лодок. Пьезоэлектрическая система, подключенная к гидрофону, издавала высокочастотные сигналы, и, измерив время, через которое возвращалось эхо, можно было вычислить расстояние до объекта. Затем было разработано огромное число устройств, использующих этот эффект; одно из самых простых — зажигалка: при нажатии на кнопку ударник бьет по пьезоэлектрическому кристаллу, создается высокое напряжение на концах кристалла, из-за чего возникает искра, с помощью которой зажигается газ.
Распределение зарядов в веществе без центра смещения: в центре — распределение симметрии; слева — удлинение, а справа — сжатие вдоль одной из осей, параллельной плоскости бумаги.