К счастью, у Гентера имелись обширные связи среди нумизматов разных стран. С помощью швейцарского коллеги ему удалось раздобыть 118 монет из асьютского клада. С таким «капиталом» вполне можно было браться за дело. А дело предстояло нелегкое: требовалось определить изотопный состав серебра, точнее говоря, узнать, какие изотопы свинца присутствуют в серебре монет. Но при чем здесь свинец? Чтобы читателю стала понятной методика гейдельбергских ученых, сделаем небольшое отступление — не лирическое, а физическое.
Как известно, многие содержавшиеся в земной коре химические элементы претерпевают радиоактивный распад, начавшийся еще в те далекие времена, когда во Вселенной только-только сформировалась наша планета. Но лишь два природных элемента — торий и уран — имеют изотопы, периоды полураспада которых сопоставимы с возрастом Земли. Изотопы торий-232, уран-235 и уран-238, распадаясь вот уже несколько миллиардов лет, превращаются в другие элементы, те, в свою очередь, порождают третьи и т. д. Так образуются целые цепочки — ряды элементов, связанных между собой родственными связями. Родоначальниками этих радиоактивных династий являются торий и уран, а заканчиваются естественные радиоактивные ряды изотопами свинца с различной атомной массой — 206, 207, 208.
Руды каждого месторождения в больших или меньших дозах содержат как изначальные радиоактивные изотопы, так и конечные продукты их распада — изотопы свинца. Неодинакова и скорость превращения одних элементов в другие. Все это накладывает на состав руд своеобразный отпечаток, который, подобно отпечатку пальцев, не имеет в природе полных аналогий. Неповторимое соотношение между количествами радиоактивных изотопов свинца, а также его природного изотопа с атомной массой 204 и дает ученым возможность надежно различать руды разных месторождений. Но не только руды: даже полученный из нее металл несет в себе «генетические» признаки породившей его руды.
Именно это обстоятельство и взяли на вооружение гейдельбергские физики.
Свинец, находящийся в качестве непременной примеси в серебряных рудах, по своему изотопному составу ничем не должен отличаться от свинца, который присутствует в серебре соответствующих монет. Но ведь количество этих примесей, перекочевавших из руды в металл, совсем ничтожно. Как же их найти, да еще определить при этом не только общее содержание свинца, но и долю каждого изотопа в отдельности? Трудная задача? Разумеется. Но современные приборы и методики помогают физикам раскусить этот орешек. Каким же образом?
Прежде всего нужно было подготовить исходный материал для анализа. Впрочем, материал — это громко сказано: речь шла всего о нескольких миллиграммах металлической пыли, которая с помощью особого миниатюрного сверла снималась с каждой из обследуемых монет. Затем из этой пыли выделяли свинец и переводили его в химический раствор. Капельку раствора наносили на раскаленную проволоку — растворитель при этом испарялся, а атомы свинца ионизировались. Под действием электрического поля напряжением несколько киловольт они разгонялись до большой скорости и попадали в изогнутую трубку, опоясанную сильным магнитным полем. Здесь и происходило разделение изотопов свинца по их атомной массе: чем легче изотоп, тем сильнее влияло на него поле и тем дальше он отклонялся от прямолинейного курса. Так магнитное поле сортировало изотопы свинца, а расположенные в конце трубки необычайно чуткие приборы фиксировали число атомов различных изотопов. Оставалось лишь сравнить эти изотопные показатели монетного металла с соответствующими характеристиками руд и найти «родственные души».
Ученые пользовались и другим способом идентификации руды и серебра. Для каждой серебряной руды характерен свой количественный набор таких постоянно присутствующих в ней примесей, как золото, медь, цинк, висмут, иридий и некоторые другие элементы. Все они хоть и в микроскопических дозах, но точно в той же самой пропорции, что и в руде, переходят в полученный из нее металл, а стало быть, и в отчеканенную из него монету. Каким бы чистым ни считалось монетное серебро, в нем, если как следует поискать, всегда найдутся непрошеные гости, готовые поведать ученым родословную породившей их руды. Так называемый метод активных нейтронов позволяет обнаружить и взвесить ничтожно малое количество любой примеси, даже если ее содержание в тонне исследуемого материала измеряется миллионными долями грамма. На этом фоне поиск иголки в стоге сена, служащий обычно символом архисложных житейских проблем, физики вправе посчитать пустяковой детской забавой — такой же примитивной, как, например, игра в куличики для строителей современных небоскребов. В чем же заключается столь чувствительный метод?
