Владимир Кессельман - На кого упало яблоко

В нацистском проекте по созданию атомной бомбы Ган участия не принимал. Но когда в 1943 году лаборатория «атомщика» Гейзенберга, с оборудованием и сотрудниками, переехала из Берлина — подальше от бомбардировок союзников — на юг Германии, Ган отправился вместе с ними. Весной 1945 года в Германию прибыла американская военная миссия под командованием полковника Бориса Паша, одной из задач которой был захват крупных немецких ученых, работавших над атомным проектом. Среди этих ученых оказался и Ган. Немцев секретно доставили в Англию. А 16 ноября 1945 года появилось сообщение о присуждении Гану Нобелевской премии.

Но почему же только ему одному? Почему была забыта Лиза Мейтнер? Многие утверждают, что Лизе не дали Нобелевскую премию из-за того, что одним из членов комитета был Карл Сигбан [158] Карл Манне Георг Сигбан (1886–1978) — шведский физик, лауреат Нобелевской премии по физике за 1924 год «за открытия и исследования в области рентгеновской спектроскопии». , недолюбливавший Мейтнер. Сам лауреат как-то обронил по этому поводу: «Когда произошло открытие, она уже в моей лаборатории не работала», и поэтому, дескать, правильно, что Нобелевскую премию присудили только одному ему. Он публиковал полученные им в Берлине результаты как исключительно свои собственные, а затем и того хуже — начал продлившуюся почти четверть века кампанию, цель которой состояла в том, чтобы доказать: вся честь открытия принадлежит только ему одному. В своей нобелевской речи он упомянул о Мейтнер лишь как об одной из сотрудниц лаборатории.

В первом послевоенном интервью Отто Ган сказал, что Мейтнер была у него младшим научным сотрудником, а впоследствии притворялся (или уже верил в это?), что вообще о ней не слышал. В течение многих лет стол, за которым Мейтнер работала в Берлине, вместе со всеми приборами, собранными ею для проведения ключевых экспериментов, был выставлен в Немецком музее Мюнхена. На прикрепленной к этому экспонату табличке значилось: «Arbeitstisch von Otto Hahn» («Рабочий стол Отто Гана»). Ган настолько разочаровал Фрица Штрассмана, что тот отказался от 10 процентов Нобелевской премии, которые Ган предложил ему [159] Боданис Д. Е=mc 2 . . Лиза Мейтнер была тяжко оскорблена тем, как поступил с ней ее многолетний сотрудник Ган; впрочем, она объясняла его поступок тем, что он пытается вычеркнуть из памяти недавнее прошлое Германии.

А что с Идой Ноддак? Она попыталась присвоить себе честь открытия деления ядер урана. Но ученые с этим не согласились. Пионерская идея Ноддак, высказанная во время критики экспериментов Ферми, оказалась забыта и не отражена ни в одном из физических справочников.

На заре физики атомного ядра большинство основополагающих открытий было сделано с использованием природных источников радиоактивного излучения с энергией всего лишь несколько МэВ и простейших детектирующих устройств. Со временем экспериментальные установки становились все сложней. Развивалась техника ускорения и детектирования частиц. Успехи в физике ядра и элементарных частиц все в большей степени определялись прогрессом в этих областях. Наступила эра ускорителей заряженных частиц.

В 1929 году молодой профессор Калифорнийского университета Эрнест Орландо Лоуренс понял, что осуществить резонансное ускорение частиц возможно не только на прямолинейной траектории. Он взял металлический полый цилиндр примерно тех же пропорций, что и банка из-под шпрот, разрезал его вдоль оси и раздвинул половинки (их сейчас называют дуантами). Эту разрезанную банку надо вложить между полюсами электромагнита, а в ее центре поместить источник не особенно быстрых заряженных частиц, подчиняющихся законам ньютоновской механики. В постоянном магнитном поле они станут закручиваться и двигаться по окружностям фиксированного радиуса (разумеется, в камере должен быть вакуум).

Такое устройство можно превратить в ускоритель. Для этого в зазоры между дуантами надо подать переменное электрическое поле, частота которого совпадает с частотой вращения частиц (последняя зависит от заряда, напряженности магнитного поля и массы частиц и не зависит от их скорости). Сам Лоуренс поначалу называл свое изобретение протонной каруселью, но вскоре оно стало именоваться циклотроном.

Открытие Лоуренса оказало сильнейшее влияние на дальнейшее развитие ядерной физики. Небольшое деревянное здание, в котором производились его первые эксперименты, дало начало грандиозной радиационной лаборатории в Беркли, раскинувшейся на берегу моря на живописных холмах Сан-Франциско. Но на пути ускорения частиц в циклотроне лежит принципиальная трудность. По мере ускорения частицы в соответствии со специальной теорией относительности растет ее масса. Это приводит к нарушению процесса — через определенное число оборотов магнитное поле вместо ускорения начинает тормозить частицы, траектория их изменяется, и ускоряемая частица может просто «врезаться» в стенку. Чтобы релятивистские частицы продолжали разгоняться в резонансном режиме, нужно либо постепенно увеличивать напряженность магнитного поля (тем самым уменьшая радиус их траектории), либо уменьшать частоту колебаний электрического потенциала на дуантах, заставляя ее следовать за снижением частоты обращения частиц, либо согласованно менять параметры обоих полей.

Вся история ускорителей почти до самого последнего времени — это изобретение способов синхронизации движения частиц в такт с переменным электрическим полем. В феврале 1944 года В. И. Векслер [160] Владимир Иосифович Векслер (1907–1966) — советский физик. С 1956 года работал в Объединенном институте ядерных проблем. Наибольшей известностью пользуются работы Векслера по теории ускорителей. выдвинул революционную идею, как преодолеть энергетический барьер циклотрона. Она была настолько проста, что казалось странным, почему к ней не пришли раньше. Идея состояла в том, что при резонансном ускорении частоты обращения частиц и ускоряющего поля должны постоянно совпадать, иными словами, быть синхронными. При ускорении тяжелых релятивистских частиц в циклотроне для синхронизации предлагалось изменять частоту ускоряющего электрического поля по определенному закону (в дальнейшем такой ускоритель получил название синхроциклотрона). Сам принцип ускорения был назван «принципом автофазировки».

В 1944 году, когда родился термин «автофазировка», Векслеру было 37 лет. Над проблемой синхронизации размышляли многие, и считалось, что она не имеет решения. Но Векслер этого не знал и поэтому… решил ее. Так получилось, что недостаток образования превратился для него в достоинство. Вот что рассказывал Е. Л. Фейнберг [161] Евгений Львович Фейнберг (1912–2005) — советский физик. Более шестидесяти лет проработал в теоретическом отделе Физического института АН (ФИАН). Был одним из близких друзей А. Д. Сахарова. Известен не только как блестящий физик-теоретик, но и как глубокий мыслитель и эрудит. , фактический соавтор открытия. В феврале 1944 года Векслер попросил у него книгу Беккера «Электронная теория», а затем сообщил, что, основываясь на первой ее главе, придумал ускоритель. Фейнберг указал на проблему устойчивости, а Векслер… даже не сразу понял, о чем речь. Но на следующий день он позвонил Фейнбергу и предложил идею другого ускорителя, который сейчас называется «синхротрон». Фейнберг засел за расчеты и понял, что «получилось устойчиво…».