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

Лиза Мейтнер позднее писала: "Когда в 1907 году я приехала в Германию, там еще не был разрешен законом допуск женщин к обучению, и многие доценты и профессора не допускали девушек на лекции или в лаборатории. В конце лета 1908 года вышел указ, который разрешал девушкам доступ к университетскому образованию, и Эмиль Фишер принял его к сведению. С 1909 года я могла не только пользоваться всеми помещениями в институте Фишера, но даже сам Фишер неоднократно помогал мне в моем научном становлении и высказывал мне свою глубокую доброжелательность и дружеский интерес".

В "столярной мастерской", ставшей сегодня уже почти легендарной, оба исследователя в октябре 1907 года начали свою совместную работу. Здесь в течение многих лет они проводили вместе измерения, в то же время Отто Ган мог осуществлять необходимые по программе работ химические опыты в частной лаборатории руководителя отделения неорганики Альфреда Штока. В помещении рядом со столярной мастерской во фракционировании мезотория участвовала также и Лиза Мейтнер. Как подчеркивал Ган, работа с этими радиоактивными веществами не принесла им никакого вреда.

Доли участия Отто Гана и Лизы Мейтнер в исследованиях были примерно одинаковыми. В соответствии со своим образованием Лиза Мейтнер разрабатывала больше физическую, а Отто Ган - химическую стороны общих проблем. Поэтому такое сотрудничество было особенно удачным.

"Наряду с моими чисто химическими работами, - говорил позднее Ган, - мы приступили теперь с физиком Лизой Мейтнер к исследованиям лучей радиоактивных веществ, прежде всего так называемых бета- и гамма-лучей. От моей органической химии больше ничего не осталось, завершилась трансмутация органика в исследователя атома".

Одним из их совместных результатов было обнаружение и экспериментальное доказательство радиоактивной отдачи. Этот эффект несколькими годами ранее предсказал Резерфорд, но сам он его не обнаружил. Это удалось сделать Отто Гану в конце 1908 - начале 1909 года. Лиза Мейтнер способствовала усовершенствованию новых методов, предложенных Ганом. В феврале 1909 года оба исследователя сообщили о результатах своих работ перед Немецким физическим обществом. Для дальнейшего развития атомной физики радиоактивная отдача имела особое значение, прежде всего для открытия нейтронов и искусственной радиоактивности.

Тогда даже в самом крупном из немецких университетов еще не было возможностей для роста ученых, работающих в области радиологии. Нельзя было ожидать и приглашения на кафедру. Счастливой случайностью было основание в 1911 году Общества им. кайзера Вильгельма по поощрению наук. Отто Ган по представлению Эмиля Фишера получил задание создать в Институте химии отделение радиоактивности и руководить им в качестве временного члена общества. Когда в конце 1912 года был торжественно открыт только что построенный институт в Берлин-Далеме, отделение Гана, находившееся на первом этаже, состояло только из химической лаборатории и трех комнат для измерений. Большими отделами в институте руководили Эрнст Бекман и Рихард Вильштеттер.

Лиза Мейтнер, которая с 1912 по 1915 год была ассистенткой Планка (она была одной из первых женщин-ассистентов в прусских университетах), могла теперь вместе с Отто Ганом продолжать исследовательскую работу по радиоактивности уже в несравненно более благоприятных условиях. Вначале она работала в отделении, руководимом Ганом, только как гостья, но вскоре стала его сотрудницей.

В столярной мастерской оба исследователя проработали пять лет без ассистентов и лаборантов и делали "все своими руками". В Институте химии им. кайзера Вильгельма теперь "все стало совершенно иначе", как писал позднее Ган, и это несмотря на скромные поначалу средства. Здесь были "очень хорошие помещения, большая химическая лаборатория и комната для физических измерений, имелись механики, была мастерская и прежде всего совершенно новый институт без какого-либо радиоактивного заражения. Переезд в новое здание означал, таким образом, значительный прогресс в техническом отношении. Часть своих радиоактивных препаратов Ган оставил в Химическом институте университета, где он использовал их в дальнейшем для своих лекций с демонстрацией опытов по радиоактивности.

Из ученых примерно одного возраста с Лизой Мейтнер и Отто Ганом, поддерживавших с ними дружеские связи во время работы в столярной мастерской, следует назвать прежде всего Джеймса Франка, Густава Герца, Отто фон Байера, Петера Прингсгейма, Роберта Поля и Вильгельма Вестфаля. Все они стали крупными, многие всемирно известными физиками, двое получили Нобелевские премии. После переселения в новый институт в Далеме круг друзей пополнился несколькими молодыми физиками и химиками.

Во время первой мировой войны Отто Ган, как "вице-фельдфебель", был призван на военную службу. Лиза Мейтнер, так же как и Мария Кюри, добровольно в качестве рентгенолога отправилась на фронт, пройдя в больнице в Берлин-Лихтерфельде курсы рентгенологии и анатомии. С 1915 года она долгое время была медсестрой-рентгенологом в полевых госпиталях австро-венгерской армии, однако еще до окончания войны возвратилась в институт и продолжила свою исследовательскую работу.

Отто Ган, который по ходатайству Фрица Габера был прикомандирован к специальному отделению и часто бывал в Берлине по служебным делам, вскоре смог снова участвовать в исследованиях. Их совместные исследования материнского вещества актиния, которые они начали в 1913 году, привели в 1917 году к открытию нового химического элемента, протактиния, единственного радиоактивного вещества в периодической системе, кроме радия, которое можно добывать граммами.

Лиза Мейтнер с 1914 года руководившая радиоактивным отделением в Институте химии, в 1919 получила от министерства науки, культуры и народного образования Пруссии звание профессора, а в 1922 году - академическое разрешение на преподавание физики в Берлинском университете. Список ее научных публикаций насчитывал к этому времени около сорока работ. Многие работы она написала совместно с Отто Ганом, некоторые - с другими исследователями, например с Джеймсом Франком. Статья "О возникновении спектров бета-лучей радиоактивных веществ" была представлена на конкурс для получения доцентуры.

В отзыве на четырех страницах Макс фон Лауэ высоко оценил исследовательскую работу своей коллеги. В заключение он писал "Так как фрейляйн Мейтнер принадлежит к признанным во всем мире исследователям в области радиоактивности, то факультет, безусловно, заинтересован в ее доцентуре. Поэтому я предлагаю допустить ее к пробной лекции и коллоквиуму и добавлю еще, что вношу следующее предложение: на основании 64 факультетского устава отказаться от того и другого, чтобы дать ей возможность показать перед факультетом свои, несомненно, основательные знания и в других областях физики". Физик-экспериментатор Рубенс выразил свое согласие с отзывом Лауэ во всех пунктах.

Как видно из протоколов, факультет отказался от пробной лекции и коллоквиума, а Лиза Мейтнер поблагодарила декана за этот "знак доверия", который она очень высоко оценила. Первую публичную лекцию она читала 31 октября 1922 года на тему "Значение радиоактивности для космических процессов". Ган вспоминает, что ежедневная газета в своем сообщении о лекции нового доцента допустила знаменательную ошибку: вместо слова "космических" было напечатано "косметических".

С 1926 года Лиза Мейтнер была "нештатным экстраординарным профессором" Берлинского университета. Она читала лекции по атомной физике и исследованиям радия. Неоднократно она получала почетные приглашения читать лекции за границей: в Копенгагене, Лондоне, Цюрихе и Риме. Коллеги глубоко уважали ее за научные заслуги, особенно в исследованиях бета- и гамма-лучей, а также за ее преданность науке, за ее энергию и глубокую убежденность "при почти детской скромности", как писал Ган.

Отто Ган, к радости своих сотрудников отказавшийся от приглашения в Высшую техническую школу в Ганновере, в 1928 году был назначен директором Института химии им. кайзера Вильгельма. Одновременно он продолжал преподавать в университете (с 1910 года в звании профессора), хотя его преподавательская деятельность и отходила на задний план в сравнении с исследовательской.

Уже в 1925 году Ган в одной из публичных лекций в Академии (в 1924 году он был принят в Берлинскую Академию наук) рассматривал вопрос об использовании радиоактивности для исследования истории Земли. В этой лекции, которая была опубликована в 1926 году, он сообщил об известных тогда гелиевом и свинцовом методах. В начале 30-х годов исследователь вернулся к той мысли, которая занимала его перед переездом в новый институт лет двадцать назад, но не получила развития.

При исследовании канадской слюды, содержащей рубидий, Отто Ган пришел к выводу о возможности нового метода определения возраста земных пород, который имел множество преимуществ, особенно в случае очень старых пород, перед гелиевым и свинцовым методами и был намного более надежным. Он использовал факт образования из рубидия стронция. Предложенный им новый метод оказался эффективным и при определении возраста каменных метеоритов.