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

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.

Метод радиоактивных "индикаторов", предложенный венгром Хевеши и немцем Пакетом, получил со стороны Отто Гана существенную поддержку. Использование искусственных радиоактивных изотопов в качестве индикаторов в медицине, химии, металлургии и в других областях вскоре получило широкое распространение. Во многих исследованиях участвовала и Лиза Мейтнер.

Одной из трагических глав новейшей истории немецких университетов является то, что Лиза Мейтнер в числе других ученых в 1933 году вынуждена была прекратить свою преподавательскую деятельность, так как она не принадлежала к лицам "чисто арийского" происхождения. На основе фашистского закона от 7 апреля 1933 года, который лицемерно назывался "Законом о переаттестации профессиональной бюрократии", исследовательница 6 сентября 1933 года была лишена диплома на право преподавания, одновременно с сорока семью другими членами профессорско-преподавательского состава, среди которых были физик Петер Прингсгейм и философ Ганс Рейхенбах. За этим последовали и другие увольнения. Только Берлинский университет лишился таким образом свыше двухсот преподавателей.

Отто Ган и Макс Планк пытались, обратившись в министерство, воспрепятствовать осуществлению предполагаемых мер против Лизы Мейтнер. В своем письме от 27 августа 1933 года Ган подчеркивал, что исследовательница во время первой мировой войны добровольно ушла на фронт как медсестра-рентгенолог и что она пользуется международной славой как ведущий ученый в области исследований радия: по своему значению она стоит непосредственно рядом с лауреатом Нобелевской премии Марией Кюри. Он добавлял, что все сотрудники Института химии им. кайзера Вильгельма высказались за то, чтобы оставить Лизу Мейтнер в числе преподавателей университета.

Демарш Гана имел столь же малый успех у коричневых узурпаторов, как и попытка, которую предпринял Макс Планк как президент Общества им. кайзера Вильгельма. В своем письме от 30 августа 1933 года Планк подчеркивал, что Лиза Мейтнер является "выдающимся авторитетом" в области атомной физики и что ее вместе с Отто Ганом можно считать "душой Института химии им. кайзера Вильгельма", что этот институт своей славой и своим всемирным признанием обязан этим двум исследователям.

Все это не помогло. Всемирно известная женщина-физик, которую Эйнштейн называл "наша мадам Кюри" и за ее одаренность ставил выше Марии Кюри, не могла продолжать свою преподавательскую деятельность в Берлинском университете. "Охране не подлежит", - записал референт в официальной анкете. "Уволить", - гласило решение "генерального референта". "Лишить права преподавания", - говорится в заключительном "постановлении г-на министра".

Работа Лизы Мейтнер в Институте им. кайзера Вильгельма, который по статусу не был государственным учреждением, вначале не была связана с запретом преподавать в университете. Как австрийская подданная, она могла и дальше продолжать свою исследовательскую работу. Но нацистская политика насилия глубоко проникла и в научную жизнь этого "частного" института. Первым, однако, красноречивым подтверждением этого стало "дело Габера". Бесцеремонное удаление многих достаточно зарекомендовавших себя сотрудников по "расовым" мотивам заставило ученого отказаться от руководства Институтом физической химии.

Когда вскоре после этого Габер умер за границей, Ган произнес речь на собрании, посвященном его памяти и проведенном главным образом благодаря усилиям Планка и вопреки желанию и воле вышестоящих инстанций. Ган прочитал также доклад, составленный учеником Габера, профессором Лейпцигского университета Карлом Фридрихом Бонхоффером, который не смог прочитать его сам, потому что министерство запретило всем работникам университетов участвовать в этом собрании. Гана, который с марта 1934 года не преподавал больше в Берлинском университете, этот запрет не касался.

Таким образом, плодотворное научное сотрудничество Отто Гана и Лизы Мейтнер, одним из результатов которого в 30-х годах была разработка новых радиохимических методов, в 1938 году было прервано из-за расового безумия гитлеровских фашистов.

После насильственного присоединения Австрии к гитлеровской Германии Лиза Мейтнер стала германской подданной; теперь, согласно фашистским законам, она не могла руководить отделением в Институте химии Общества им. кайзера Вильгельма. Попытка нового президента общества, химика Карла Боша, добиться для нее официального разрешения на выезд, не удалась: соответствующие инстанции всюду отказывали.

Заслуженной женщине-физику на 60-м году жизни не оставалось ничего иного, как в июле 1938 года тайно перейти голландскую границу. При содействии Нильса Бора, который дал ей первое пристанище, в Швеции ей были предоставлены возможности для работы. Позднее в течение многих лет Лиза Мейтнер была профессором в Стокгольме. В американских и английских ядерных исследованиях, служивших цели изготовления атомных бомб, она, по ее собственным словам, "принимала не последнее участие". В 1960 году она переехала к родственникам в Кембридж, в Англию, где 27 октября 1968 года умерла.

Через несколько месяцев после бегства Лизы Мейтнер Отто Гану и его сотруднику Фрицу Штрасману удалось открыть расщепление урана.

Оба исследователя после множества опытов в середине декабря 1938 года убедились, что ядро урана-235 при облучении медленными нейтронами расщепляется на два более легких атомных ядра. 22 декабря 1938 года они закончили рукопись своего первого сообщения и отдали ее в печать. Статья появилась в журнале "Натурвиссеншафтен" 6 января 1939 года. Это один из основополагающих документов новейшей истории естествознания.

Немало великих открытий в истории науки, казалось, обязаны своим появлением лишь случайности. И действительно, их причиной нередко было счастливое стечение обстоятельств, хотя в науке, по словам Планка, никогда не существовало счастья без заслуг. Примерами могут служить открытия Эрстеда, Генриха Герца, Рентгена и Беккереля. К числу таких примеров можно отнести и обнаружение радиотория Отто Ганом. Но открытие расщепления урана является примером, подтверждающим, что в естествознании целенаправленная, планомерно ведущаяся в определенном направлении исследовательская работа в конце концов приведет к решающему результату.

Опыты, которые в конце 1938 года привели к расщеплению урана, Отто Ган, Лиза Мейтнер и Фриц Штрасман начали после того, как итальянский физик Энрико Ферми в 1934 году обстрелял медленными нейтронами химические элементы и искусственно получил при этом новые радиоактивные изотопы. Нейтроны оказались настолько подходящими для этой цели, что быстро выдвинулись на первый план как вспомогательное средство в ядерных исследованиях, заменив собой альфа-частицы, с которыми работал главным образом Резерфорд. При помощи нейтронов можно было пробить панцирь ядра атома. С их помощью можно было проникнуть в такие атомные ядра, которые благодаря своим сильным положительным зарядам не давали доступа альфа-частицам, также заряженным положительно.

"Итальянец Ферми, - писал Ган в автобиографии, - первым доказал большое значение нейтронов для возбуждения ядерных реакций, выдвинув предположение, что эти незаряженные частицы смогут проникнуть в ядра атомов, не отталкиваясь их положительным зарядом. Ферми и его сотрудники поэтому облучали нейтронами элементы почти всей периодической системы. Они получали при захвате нейтронов сначала радиоактивные изотопы облучаемого элемента, которые затем при эмиссии бета-лучей распадались и переходили в атомы ближайших более высоких элементов. Итальянские исследователи довели свои опыты до урана, элемента с наибольшим тогда порядковым числом".

При чрезвычайно малых размерах атомного ядра в сравнении со всем атомом - ядро относится к целому атому, как булавочная головка к жилому дому средней величины, - желанные попадания в ядро и связанные с этим изменения в нем происходили очень редко.

Искусственно полученные Ферми изотопы как разновидности уже известных элементов входили в периодическую систему: они занимали то же место, однако имели (по числу нейтронов) различную атомную массу. Только при облучении урана такое расположение не удавалось. Так Ферми пришел к ошибочному выводу, что в данном случае образуются "трансураны": элементы, занимающие в периодической системе места по ту сторону урана. Как выяснилось позднее, это было заблуждение.