ГАММА-ЛУЧИ (γ-лучи), особого вида лучи, испускаемые радиоактивными веществами в процессе их распада совместно с альфа-лучами и бета-лучами (см.). Открыты в 1901 Вилларом (Villard). Наряду с рядом свойств, общих всем радиоактивным лучам (проницающая способность, ионизация газов, возбуждение люминесценции, нагревание вещества при поглощении), Г.-л. обладают одним свойством, заставляющим считать их совершенно отличными по физической природе от α- и β-лучей. Именно, в то время как α- и β-лучи отклоняются (в противоположные стороны) в электрических и магнитных полях, γ-лучи такого отклонения не испытывают. Поэтому на α- и β-лучи смотрят как на лучи корпускулярные, т. о. представляющие собой поток заряженных частиц, а Г.-л. рассматривают как электромагнитные лучи, близкие по природе к видимым, ультрафиолетовым и рентгеновским лучам. Эта точка зрения была окончательно подтверждена опытами Резерфорда и Андраде (1911), к-рые открыли интерференцию Г.-л. в кристаллах. Эти опыты дали вместе с тем и возможность измерить длину волны Г.-л. Последняя оказалась чрезвычайно малой (в 10 раз меньше, чем для рентгеновских лучей), как и следовало ожидать по их высокой проницающей способности (лучи, испускаемые 30 мг радия могут быть еще обнаружены после прохождения через слой железа в 30 см толщиной). Измеренная указанными авторами длина Г.-л., испускаемых радием C, оказалась равной 0,07 Å. Впоследствии по тому же методу были измерены и более короткие длины волн (до 0,028 Å). Однако, для сильно проникающих («жестких») лучей такой метод неприменим, и длину их волны приходится определять косвенными методами, измеряя скорость электронов, вырываемых Г.-л. из вещества, через к-рое они проходят, и пользуясь т. н. фотоэлектрическим уравнением Эйнштейна (см. Фотоэлектрический эффект). Таким методом были измерены длины волн Г.-л. до 0,001 Å (10-11 см).
Систематизация найденных обоими способами длин волн Г.-л. показывает, что по месту возникновения следует различать два типа Г.-л.: 1) лучи, возникающие в электронных оболочках атома, и 2) лучи, возникающие в атомном ядре. Первые имеют вторичное происхождение и возникают при прохождении α- или β-частиц, испускаемых ядром, через электронную оболочку атома, при чем срываются те или иные электроны. Вторые возникают при глубоких процессах преобразования атомного ядра и представляют наибольший интерес. Весьма вероятно, что испускание Г.-л. происходит при переходе ядра от одного устойчивого состояния к другому, подобно тому как испускание световых или рентгеновских лучей происходит при переходах между устойчивыми состояниями электронных оболочек (см. Атом в химии и физике).
Изучение Г.-л. с особенной силой заострило основной конфликт современной теоретической физики, конфликт между волновой и квантовой точкой зрения на излучение. С одной стороны, ряд явлений (особенно явления интерференции) заставляет смотреть на Г.-л. как на электромагнитные волны, отличающиеся только чрезвычайно малой длиной волны. С другой стороны, целый ряд явлений, связанных с взаимодействиями между Г.-л. и материей, совершенно не может быть объяснен с этой точки зрения и, наоборот, оказывается в прекрасном согласии с квантовой точкой зрения, предложенной в 1905 Эйнштейном и заключающейся в том, что излучение рассматривается как поток своего рода корпускул—квантов излучения. При этом кванты различной частоты не одинаковы между собой. Энергия , сконцентрированная в кванте, пропорциональна частоте излучения (—Планковская постоянная). Т. к. частота Г.-л. очень велика, то энергия их квантов также имеет очень большие значения и потому корпускулярные их свойства сказываются особенно резко. Основные опыты, к-рые прекрасно истолковываются с корпускулярной точки зрения и совершенно не поддаются объяснению е волновой,—это опыты с подсчетом отдельных -импульсов. основанные на ионизационной способности Г.-л. (опыты Гесса и Лаусона в Австрии в 1916 и опыты Коварика в Америке в 1919). Явление протекает так, как будто Г.-л. представляют собой не сферическую электромагнитную волну, равномерно распространяющуюся в окружающем пространстве, а поток частиц, разлетающихся во все стороны. К таким же выводам приводят и многочисленные наблюдения над рассеянием Г.-л. при прохождении через вещество [бо́льшая часть энергии Г.-л. рассеивается по направлению падающего пучка, под небольшими углами к нему; частота рассеянных лучей меньше частоты падающих; рассеивающие электроны получают быстрое движение и могут быть обнаружены, например, на фотографиях по методу Ч. Вильсона (см.) в виде т. н. электронов отдачи]. Это противоречие между волновой и корпускулярной точкой зрения оставалось необъяснимым до последнего времени. Лишь возникшая в самые последние годы квантовая механика (см.) дает основания надеяться на их примирение.
Лит.: Rutherford Е., Radioactive Substances and their Radiations. Cambridge, 1913; De Broglie M. et L., Introduction à la physique des rayons et gamma, P., 1928; Kohlrausch К. W. Г., Probleme der -Strahlung, Braunschweig, 1927; его же, Radioaktivität, статья в XV т. Handbuch der Experimentalphysik (издаваемом Wien-Harm-Lenz’ом, Leipzig, 1928).
