Даниил Данин - Нильс Бор

…Уже четыре года изучались результаты нейтронных бомбардировок урана. Ферми уверял, что они приводит к возникновению прежде неведомых на земле элементов: трансурановых — лежащих в таблице Менделеева ЗА ураном.

Ферми виделась Череда простеньких ядерных реакций. Самый распространенный изотоп урана с атомным весом 238 захватывал нейтрон — и увеличивал свою массу на единицу: появлялся уран-239. Конечна, тоже неустойчивый — бета-радиоактивный. Это означало, что внутри ядра один из нейтронов превращался в протон и электрон. Электрон — бета-частица — покидал ядро, унося свой минусовый заряд, А протон оставался. Положительно заряженный, он увеличивал на единицу заряд ядра-239. И это было уже не урановое ядро с зарядом 92, а следующее попорядку — доселе неизвестное, несущее заряд 93.

Потом еще один бета-распад — и появлялось ядро с зарядом 94. Еще один — и рождалось ядро 95-го элемента… Три трансурана сразу!

Однако даже авторитет Ферми не мог защитить эту версию от критики. Химик Ида Ноддак из Бреславля, первооткрывательница элемента рения, тогда же, в 34-м году, показала необязательность выводов итальянских физиков. И проницательно заметила, что уран, быть может, распадается на ядра изотопов хорошо известных элементов среднего веса! Только обосновать эту догадку ей было нечем. Все же она послала свою работу в Рим. Там поулыбались очередной нелепице химика, чуждого премудростей ядерной физики, и не стали искать невозможное. Впрочем, и она сама за это не взялась. А позднее ее муж, тоже известный химик, Вальтер Ноддак, попросил однажды Гана оповестить ученый мир о соображениях Иды. Но Ган ответил, что слишком хорошо к ней относится и потому не хочет делать из нее посмешище: «Раскалывание ядер урана на крупные осколки являлось, по его мнению, чистейшим абсурдом».

Еще немало приключений в духе детской игры «холодно-горячо» претерпела эта проблема за четыре года, пока минувшим летом 38-го — незадолго до бегства Лизы Мейтнер — Ган не пришел к убеждению, что среди продуктов распада урана три загадочных элемента — это изотопы радия. Он решил поставить контрольные испытания. И вот сейчас — перед рождеством — со всей химической достоверностью выскочили вместо радия невероятные изотопы БАРИЯ. «Чистейший абсурд» Иды Ноддак оказался правдой природы!

…Вернув тетушке письмо из Берлина, Отто Фриш поймал себя на чувстве, что здесь, в Кюнгэльве, наступают часы и дни, быть может, «самые важные во всей его жизни». Он тотчас забыл о своих экспериментальных замыслах. И вспомнил о Боре.

Идея компаунд-ядра! — не в ней ли ключ к пониманию открывшегося?

И Лиза Мейтнер подумала о том же: о коллективной толчее нуклонов, охватывающей урановое ядро после вторжения нейтрона. Когда «через сто лет» оно, некогда возбужденное, будет наконец освобождаться от избытка энергии, в конкуренцию разных способов распада вступит и эта — уже доказанная! — реакция: дробление составного ядра на крупные осколки. Но какой же скрытый механизм включает в ядре захваченный нейтрон, если сам он беден энергией? Не так ли слабый палец, нажав на нужную кнопку, вызывает взрыв? Не так ли избыточная молекула, присоединившись к набухшей капле, может заставить ее вытянуться и разорваться на две меньшие капельки? Образ лишней молекулы был точнее «пальца на кнопке», потому что ядро урана, судя по величине обломков, переживало не взрыв, а разрыв.

А почему разрывается висящая капля обычной жидкости? Сила тяжести становится больше сил поверхностного натяжения, формирующих каплю. Когда молекул слишком много, капля начинает дрожать, перетягивается посредине, делаясь похожей на песочные часы, прежде чем распасться.

Бору ядро и в самом деле рисовалось своеобразной каплей из протонов и нейтронов. Поверхностное натяжение создавалось, как в обычной жидкости, но только тут действовало мощное ядерное взаимодействие, связывающее нуклоны. Казалось, никаким силам не разорвать такую каплю пополам. Однако же эти силы нашлись. И, очевидно, они дремали внутри самого компаунд-ядра, потому что роль дробящего молота захваченному нейтрону была не под силу. Он просто «переполнял чашу терпения»…

Лиза Мейтнер и Отто Фриш медленно углублялись в тишину кюнгэльвского леса, тщетно стараясь и думать медленно — без мешающего волнения. Они сразу почувствовали, что их выводит на верный путь капельная модель Бора, Было ясно, какие внутренние силы могли пробудиться в урановом ядре: заряженные протоны отталкиваются друг от друга, а их 92!

Отто Фриш: …Мы присели на поваленный ствол… и принялись за расчеты на клочках бумаги. Заряд ядра урана, как мы увидели, действительно достаточно велик, чтобы почти полностью уничтожить эффект поверхностного натяжения… Урановое ядро и в самом деле могло оказаться шатко-неустойчивой каплей, готовой разорваться при малейшем провоцирующем воздействии извне…

Им представилась возможная картина: к моменту разрыва две меньшие капли ядерной жидкости делят между собой заряд урана — из 92 протонов 56 достается одной (возникает ядро бария), а остальные 36 — другой (возникает ядро криптона). Два заряженных сгусточка разлетаются с громадными скоростями, унося около 200 миллионов электрон-вольт энергии. Это подсчитывалось легко. И кружило голову: высвобождение такой энергии на ОДИН атом превосходило возможности химических реакций в миллионы и даже десятки миллионов раз! Такого ЕДИНИЧНОГО микрособытия достало бы на зримый макропроцесс — на то, чтобы оторвать от земли и взметнуть песчинку. Энергия разрыва ВСЕХ ядер в куске урана могла бы встряхнуть пустыню…

Но надо было спокойно рассудить, из каких ресурсов ядра брались эти 200 миллионов электрон-вольт? Ответ давала самая знаменитая формула естествознания нашего века — формула Эйнштейна:

Е = М * С^2.

Она доказывала строгую эквивалентность энергии (Е) и массы (М). Она расширяла представление о материальном единстве мира: как и вещество, энергия в любой ее форме обнаруживала свою весомую плоть. Два закона сохранения — массы и энергии — слились в единый закон. И физики, к странному удовольствию старомодных философов, получили право говорить, что энергия обладает массой. И стали выражать массу в энергетических единицах.

Разлетающиеся с энергией в 200 миллионов электрон-вольт осколки уранового ядра не могли не. уносить долю его плоти. И суммарный; вес родившихся ядер бария и криптона должен был быть меньше веса урана как раз на эту величину — 200 миллионов.

Отто Фришу и Лизе Мейтнер оставалось убедиться, что это так. А вокруг поваленного ствола, где присели тетушка и племянник, только и была, что любопытствующая тишь.. Да рождественский снег. Никаких книжных полок — никаких таблиц. И молодому Отто пришлось бы промучиться в неведении до возвращения в Копенгаген, если бы не тренированная десятилетиями профессиональная память Лизы Мейтнер.