Пионеры атомного века (Великие исследователи от Максвелла до Гейзенберга) - Фридрих Гернек

На первом этаже только что построенного здания института на Гессенской улице Эмиль Фишер показал гостю помещение, которое служило столярной мастерской, однако не использовалось. На месте убранного верстака, "главного украшения", как писал Ган, установили длинный дубовый стол, на котором можно было разместить измерительные приборы; простой письменный стол и несколько стульев завершили обстановку. Электроскопы, место которых лишь много позже занял счетчик Гейгера - Мюллера, Ган изготовлял сам, руководствуясь опытом, приобретенном в лаборатории Резерфорда.

Но эти приборы были изготовлены уже не только из консервных банок и табачных коробок, как в Монреале, здесь были и прекрасные латунные камеры, для изоляции которых вместо не вполне подходящей серы использовался более удобный янтарь. Зарядка листочков осуществлялась с помощью эбонитовой палочки, которую терли о рукав.

"Столярка" служила исследователю более шести лет в качестве помещения, где проводились необходимые в ходе экспериментов над радиоактивностью измерения. В конце 1906 - начале 1907 года ему удалось открыть здесь дотоле неизвестное вещество. О его существовании он догадывался еще в Монреале; теперь он мог подтвердить эту догадку и выделить вещество, которое он назвал "мезоторий".

Мезоторий был промежуточным звеном между торием и радиоторием. Сам по себе он не был лучистым веществом, но из него выделялся лучистый продукт распада, оказавшийся хорошей и дешевой заменой все более дорожающего радия при использовании в технике и медицине. Одна из берлинских фабрик по производству тория изготовляла при содействии и под контролем Гана для этих целей сильные препараты мезотория. Лаборантки, занятые на обогащении этого вещества, назвали его "солнечным зайчиком", потому что соли в темноте очень красиво светились.

Отто Ган очень близко подошел тогда к открытию изотопии. Само понятие изотопа было выдвинуто Содди лишь спустя несколько лет - в 1911 году. Под изотопией понимают существование химически приблизительно одинаковых элементов с одинаковым числом ядерных зарядов и занимающих потому одно и то же место в периодической системе, но имеющих различные атомные массы и при известных условиях различные радиоактивные свойства. "Сегодня нам непонятно, - писал Ган в 1962 году в научной автобиографии, - почему с такими знаниями не пришли раньше к понятию изотопии. Прежде чем Содди произнес спасительное слово, должны были заниматься: Мозли - понятием порядкового числа, Резерфорд - моделью атомного ядра, Фаянс, а также Содди и Флек - правилом радиоактивного смещения. Содди, конечно, сделал не так много негативных попыток разделения, как я, но у него оказалось больше мужества".

Весной 1907 года философский факультет Берлинского университета дал Отто Гану разрешение преподавать химию. Эмиль Фишер в своем отзыве подчеркнул, что Ган, если не считать его докторской диссертации, занимался исключительно вопросами радиоактивности. После обстоятельного анализа всех публикаций молодого исследователя Фишер пришел к выводу: "Все вышеупомянутые исследования свидетельствуют о том, что д-р Ган основательно знаком с точными методами исследования радиоактивности и способен использовать их для получения новых, лучших результатов".

Отзыв Фишера заканчивается замечанием: "Так как мне кажется, что эта перспективная область физико-химических исследований в данном случае разрабатывается намного лучше, чем когда-либо ранее, я с удовольствием принял бы д-ра Гана в Химический институт и по этой причине считаю желательной его доцентуру. Так как он уже выполнил все необходимые для этого требования, то я нимало не сомневаюсь в том, что следует предложить ему прочитать пробную лекцию".

Второй эксперт, физико-химик Вальтер Нернст высказался не столь обнадеживающе. В его собственноручной приписке к замечаниям Фишера говорится: "Представленные работы, без сомнения, свидетельствуют о том, что г-н кандидат основательно изучил методы радиохимического исследования в лабораториях Рамзая и Резерфорда и компетентен в этих вопросах. Я далеко не столь уверен в том, что касается способности г-на д-ра Гана к самостоятельному оригинальному исследованию, ибо нельзя не признать, что до сих пор он работал исключительно под влиянием вышеназванных исследователей, а мне было бы приятнее, если бы г-н кандидат представил какие-нибудь работы, выполненные по собственной инициативе. Тем не менее у меня нет никакого сомнения в том, чтобы поддержать его допуск к дальнейшим испытаниям для получения доцентуры".

Примечательно, что Ган, которому, естественно, оставался неизвестным отзыв Нернста, изложенный в конфиденциальном документе, позднее почти слово в слово писал о том, что "смотрел в будущее с некоторой озабоченностью", когда приступал в Берлине к работе: "Удастся ли мне без превосходного руководства Резерфорда и без помощи старших коллег на родине самому твердо стать на ноги?"

Как видно из протоколов, факультет по предложению Эмиля Фишера среди тем, предложенных Отто Ганом на выбор для пробной лекции, остановился на теме "Современное представление о строении материи", а для первой публичной лекции - "Современные проблемы исследований радиоактивности".

Глубокое недоверие, с которым многие известные химики относились тогда к новой специальной области радиологии, становится очевидным из высказываний руководителя отделения органики в институте Фишера. Он считал "невероятным", чтобы кому-нибудь было предоставлено право преподавать в университете по такой специальности. Сам Эмиль Фишер, с пониманием относившийся к работам Гана, не мог привыкнуть к тому, что при помощи радиоактивных методов можно обнаружить химические вещества и определить их свойства, если эти вещества нельзя даже взвесить, как это имело место при радиоактивных осадках. В духе старой школы Фишер придерживался мнения, что самым чувствительным определителем известных химических веществ, как и прежде, является обоняние.

Для дальнейшего развития исследований Отто Гана решающим оказалось то обстоятельство, что осенью 1907 года (через год после того, как он начал свои исследования в столярной мастерской) он встретил Лизу Мейтнер, физика-экспериментатора одних с ним лет, которая также занималась радиоактивностью.

Лиза Мейтнер родилась 7 ноября 1878 года в Вене в семье адвоката. После окончания народной и городской школ и домашнего обучения она в течение восьми семестров изучала физику, математику, химию. Людвиг Больцман и Франц Экснер были ее учителями. В феврале 1906 года она, первая из женщин, получила в Венском университете степень доктора философии, после того как выдержала на "отлично" все экзамены.

В своей диссертации "Теплопроводность неоднородных тел" Лиза Мейтнер подвергла проверке формулу Максвелла. Потом она работала самостоятельно под наблюдением исследователя радия Стефана Мейера, а затем еще один год в Физическом институте Венского университета над вопросами радиоактивности. Летом 1907 года она приехала в Берлин, чтобы совершенствовать свои знания у Планка, ведущего физика-теоретика того времени; она намеревалась пробыть в Германии около двух лет.

О своих впечатлениях от преподавательской деятельности Планка Лиза Мейтнер говорила в речи в Магнусхаузе в апреле 1958 года: "Что касается лекций Планка, то должна признаться, что я поначалу была почти разочарована. Я была ученицей Больцмана, а Больцман восхищался своей наукой и не видел никаких препятствий к тому, чтобы придать этому восхищению индивидуальное выражение, что, естественно, очень увлекало "ас, молодых слушателей. Поэтому вначале лекции Планка казались мне, несмотря на чрезвычайную ясность, несколько безликими, почти скучными. Но очень скоро я поняла, какое это заблуждение и как мало это вяжется с личностью Планка". Вскоре Лиза Мейтнер была приглашена в дом Планка в Груневальде, где у нее завязались дружеские отношения с обеими дочерьми ученого.

На знаменитом коллоквиуме в Физическом институте на Рейхстагуфер, который проходил тогда под руководством физика-экспериментатора Генриха Рубенса еще в достаточно узком кругу в одной из комнат библиотеки института, Отто Ган в конце сентября 1907 года познакомился со своей венской коллегой. Так как лекции и семинары Планка не отнимали у нее много времени, она решила продолжать свою исследовательскую работу по радиоактивности совместно с Ганом.

Эмиль Фишер позволил молодой женщине-физику работать в столярной мастерской в специально отведенном месте. Для того, чтобы не создавать прецедента, ей не разрешалось, однако, посещать студенческие аудитории и лаборатории на верхних этажах. В Пруссии тогда еще женщинам не было официально разрешено учиться в университетах. Некоторые профессора, подобно Планку или Нернсту, не слишком заботились о выполнении этих традиционных требований, которые уже давно были отменены в других странах, но Фишер, который и без того имел определенные сомнения относительно обучения женщин, строго придерживался существующих предписаний.