Владимир Кессельман - На кого упало яблоко

Экспериментами с бомбардировкой элементов нейтронами занимались в ряде лабораторий. Занимался ими и Ферми. Он пытался таким образом получить трансурановые элементы, не существующие в природе. Этот путь считался весьма перспективным. В хоре всеобщего одобрения диссонансом прозвучал голос Иды Ноддак [152] Ида Ноддак-Такке (1896–1978) — немецкий физико-химик. Совместно с мужем Вальтером Ноддаком открыла новый химический элемент — рений. Высказала в 1934 году предположение, что при бомбардировке нейтронами ядра урана могут разделяться на несколько больших осколков, представляющих собой изотопы уже известных элементов. . В конце 1934 года она выступила с заявлением, что с научной точки зрения недопустимо говорить о новых элементах, не установив, что при облучении урана нейтронами не возникают какие-либо известные химические элементы: «Таким образом, доказательство того, что новый радиоэлемент имеет порядковый номер 93, еще никоим образом нельзя считать установленным, ибо Ферми пытался добыть эти доказательства методом исключения, не обеспечив свою аргументацию исчерпывающей логической полнотой. Мы с равным правом можем допустить, что при этом своеобразном разрушении ядра при помощи нейтронов происходят совершенно другие „ядерные реакции“, чем те, которые до сих пор удавалось наблюдать при действии протонных или альфа-лучей на атомные ядра… Можно было бы допустить, что при обстреле тяжелых ядер нейтронами эти ядра распадаются на несколько крупных осколков, которые могут представлять собой изотопы известных элементов, однако не быть соседями элементов, подвергшихся действию лучей» [153] Тяпкин А. А. О пионерском вкладе немецкого химика Иды Ноддак в открытие явления деления ядер урана // Доклад, сделанный на конференции в ОИЯИ Дубна в 2001 г. См.: www.bourabai.ru/tyapkin/publications.htm .

Крупнейшими специалистами по радиевым исследованиям в это время были мадам Ирен Жолио-Кюри и фрейлен Лиза Мейтнер. Между ними возникло соперничество, в котором приняли участие и их сотрудники. Трения начались в октябре 1933 года на одном из конгрессов в Брюсселе. Мадам Жолио вместе со своим мужем представили отчет об осуществленных ими бомбардировках нейтронами алюминия. О том, что произошло дальше, рассказывает Жолио: «Наше сообщение вызвало оживленную дискуссию. Фрейлен Мейтнер объявила, что она провела такие же эксперименты, но не получила подобных результатов. Под конец подавляющее большинство присутствовавших там физиков пришло к заключению, что наши эксперименты были не точными. После сессии мы чувствовали себя довольно-таки скверно. В этот момент к нам подошел профессор Бор и сказал, что он рассматривает наши данные как чрезвычайно важные. Вслед за ним и Паули ободрил нас таким же образом» [154] Юнг Р. Ярче тысячи солнц. — М., 1961. .

Супруги Жолио-Кюри по возвращении в Париж возобновили свою работу. Исследования, раскритикованные в Брюсселе Мейтнер, послужили основой для самого важного открытия Жолио-Кюри — искусственной радиоактивности.

Летом 1938 года у Мейтнер возникла проблема, не имевшая ничего общего с физикой. Более четверти века она и Ган работали бок о бок. Он отвечал за аналитическую химию, она — за физику. Ее коллега вспоминал, как она, бывало, показывала на лестницу, ведущую в кабинет администрации этажом выше, и заявляла Гану: «Поднимись и займись химией, ты ничего не смыслишь в физике». В 1938 году, после вступления нацистов в Австрию, Мейтнер вынуждена была Германию покинуть — теперь на нее, австрийскую гражданку и еврейку, распространялись расовые нацистские законы, ее ожидало сначала увольнение, а потом и концлагерь.

Ган и Макс Планк, пытаясь спасти свою коллегу, ходатайствовали за нее лично перед Гитлером, но их вмешательство не дало плодов. Мейтнер вынуждена была бежать в Данию, не попрощавшись даже с товарищами. Отъезд ей устроили друзья-немцы, при этом Ган, предполагая «непредвиденные расходы», дал ей свое фамильное кольцо с бриллиантами. Тем не менее потрясенная происшедшим Мейтнер заметила: «Ган говорит, что мне больше не следует появляться в институте, по сути дела, он выгнал меня» [155] Боданис Д. Е=mc 2 . . А Ган продолжал работу (облучение урана и исследование получившихся продуктов) с молодым сотрудником Штрассманом. 17 декабря 1938 года они провели решающий опыт, о котором уже упоминалось, — знаменитое фракционирование радия, бария и мезотория, на основании которого Ган заключил, что ядро урана «лопается», распадаясь на более легкие элементы. Так было открыто расщепления ядра.

Ган и Штрассман обнаружили, что в результате облучения появляется барий, элемент с меньшим, чем у урана ядром, и было непонятно, куда делась остальная часть уранового ядра. Они понимали, что сделали замечательное открытие, хотя и не могли еще объяснить его с точки зрения физических представлений. Все это происходило перед самыми рождественскими праздниками 1938 года. А накануне, в ноябре 1938 года, Ган решил посоветоваться со своей бывшей коллегой, и они встретились в нейтральном Копенгагене. Далее между Берлином и Стокгольмом происходил непрерывный обмен письмами, в которых Мейтнер удалось обговорить с Ганом эксперименты. «Мнения и суждения Мейтнер были для нас, работавших в Берлине, настолько весомыми, что мы немедленно приступили к постановке необходимых… опытов», — вспоминал впоследствии Штрассман [156] Там же. .

В декабре 1938 года отчаявшийся Ган написал Мейтнер в Швецию, спрашивая, какое — хоть фантастическое! — объяснение наблюдаемому явлению она, физик, могла бы предложить. Мейтнер в это время навестил ее племянник, тоже физик-ядерщик, Отто Фриш. Вечером, когда пришло письмо Гана, в старомодной гостиной пансиона, где жила Мейтнер, возникли вдохновенные дебаты. Фриш описал их в следующих словах: «Постепенно нам стало ясно, что разрушение ядра урана на две почти равные части… должно происходить совершенно определенным образом. Картина такова… постепенная деформация исходного уранового ядра, его удлинение, образование сужения и, наконец, деление на две половины. Поразительное сходство этой картины с процессом деления, которым размножаются бактерии, послужило поводом к тому, что мы назвали это явление в своей первой публикации „ядерным делением“» [157] Юнг Р. Ярче тысячи солнц. .

Куда же девалась «исчезнувшая часть» ядра? Она превращалась в энергию! Свое «объяснение» Мейтнер сообщила Гану в письме, и он, зная теперь, «что искать», действительно обнаружил, кроме бария, еще и криптон: все сходилось. Сама Мейтнер позже писала: «Открытие расщепления ядра Отто Ганом и Фрицем Штрассманом стало началом новой эпохи в истории человечества. Научное достижение, лежавшее в основе этого открытия, потому кажется мне столь необыкновенным, что оно было достигнуто чисто химическим путем, без всяческой теоретической наводки». В телевизионном интервью она дополнила: «Это удалось с помощью необычайно хорошей, просто фантастически хорошей, химической работы Гана и Штрассмана, на которую в те времена больше никто не был способен. Позже американцы научились. Но тогда Ган и Штрассман были действительно единственными, потому что они были столь хорошими химиками. Они действительно с помощью химии открыли и доказали физический процесс».