История атомной бомбы
Шрифт:
На грубо сколоченном деревянном столе в помещении для облучения лежит грязно-желтый кругляш, блок парафина, в середине которого просверлена дыра. В нее вставлена ампула с солями радия и порошком бериллия — берлинский источник нейтронов. Случайная находка Энрико Ферми, что парафин замедляет нейтроны бериллия и благодаря этому повышает вероятность их проникновения в ядро урана, стала уже неотъемлемой составной частью стандартного процесса получения трансурановых элементов. В измерительной комнате определяется радиоактивность облученных проб. Здесь воображение Лизы Мейтнер и ловкость рук Отто Гана произвели неповторимую череду аппаратуры, которая в тысячу раз чувствительнее обычных методов измерения. Когда-то, лет тридцать назад, Ган научился у Рамсея и Резерфорда делать примитивную, но вполне пригодную аппаратуру для измерений из консервных банок и старых емкостей из-под масла. Так же и теперь он сам мастерил для себя счетчики Гейгера. Они были скрыты в раскладных свинцовых
Когда десятого декабря 1938 года Энрико Ферми вручается Нобелевская премия по физике — за его новаторские эксперименты с искусственной радиоактивностью и за открытие медленных нейтронов, — дуэт из Далема, еще сам того не ведая, прямиком движется к событию, которое не только доведет до абсурда четыре года исследований трансурановых элементов, но и до основания потрясет ядерную физику. В середине декабря они сталкиваются с ошеломляющим фактом, что их искусственный радий, полученный после облучения урана, химически ведет себя вовсе не как радий. Ибо при первом выделении он не концентрируется в таких однозначных количествах, как они привыкли ждать от этого элемента. В субботу, семнадцатого декабря 1938 года Ган отправляется в финансовое управление, где опять пытается ускорить ход заявления Лизы «Сары» Мейтнер на получение пенсии. Он еще надеется подтолкнуть делопроизводителя при помощи контролируемого приступа ярости. Однако тактика волокиты в органах нацелена в перспективе на полное присвоение еврейской собственности и на отказ беглым евреям в их притязаниях на пенсию.
В тот же вечер Ган и Штрассман начинают решающий эксперимент, который должен подтвердить превращение облученного урана в искусственный радий. На столе в помещении для облучения лежат пятнадцать граммов чистого урана в свинцовом лотке в пределах досягаемости источника нейтронов. После двенадцати часов облучения Фриц Штрассман отделил предполагаемый радий от урановой пробы. Теперь он присутствует в виде смеси с барием. Однако в трех следующих друг за другом попытках отделения он не поддается изоляции и остается равномерно распределенным в барии. Это значит, что их предполагаемый радий ведет себя как барий. В качестве контрольного испытания они добавляют сюда природный радий, чтобы установить, не будет ли он реагировать так же странно, как его искусственный двойник. Однако, как и ожидалось, он концентрируется при первой же попытке отделения. Как химики, Ган и Штрассман вынуждены сделать из этого результата вывод, что нашли никак не радий, а сам барий. Ведь теоретически это было возможно, ибо барий, как средство отделения, может вытягивать из раствора все щелочно-земельные металлы. А к ним относится, естественно, и сам барий. В тот вечер семнадцатого декабря 1938 года все протоколы, графики измерений и контрольные испытания говорят на одном языке. Это не может быть никакой другой элемент, кроме бария, и это не «трансуран».
Но как станут реагировать на эту химическую находку ядерные физики? Единственно мыслимым физическим объяснением существования бария с зарядом ядра 56 было бы расщепление ядра урана на обломки средней величины. Уж если Нильс Бор в середине ноября был так огорчен одним только допущением Гана о том, что от ядра урана было «отколото» четыре заряда, то что же с ним будет при разности в 36 ядерных зарядов между ураном и барием? Ведь здесь речь пойдет уже не о мелком осколке. Поздним вечером в понедельник, девятнадцатого декабря, Ган еще в лаборатории пишет письмо Лизе Мейтнер, сообщая ей «ужасное заключение», к которому они со Штрассманом пришли субботним вечером: что радий ведет себя как барий. «Я договорился со Штрассманом, что мы скажем об этом пока только тебе. Вдруг ты сможешь предложить какое-то фантастическое объяснение. Мы сами знаем, что уран вообще-то не можетрасщепляться в барий...». Тут Ган впервые отваживается произнести немыслимое: что ядро атома урана может разорваться.
В среду, двадцать первого декабря 1938 года Лео Силард сидит у себя в комнате в нью-йоркском отеле Кing's Crown и пишет письмо в британское Адмиралтейство. Три года назад он отписал военно-морскому флоту свой патент на ядерную цепную реакцию в намерении уберечь его от захвата немцами. С тех пор свободный физик все свои силы прилагал к тому, чтобы воплотить свою мечту о высвобождении атомной энергии. Вначале он потчевал нейтронами бериллий. Потом облюбовал элемент индий. Опять безуспешно. Для дальнейших экспериментов ему не хватает денег. Состоятельные предприниматели, судя по всему, не видят для себя выгоды от планов Силарда производить недорогую энергию. Их раздражает, что он не хочет выложить им все, что знает, его скрытность кажется им подозрительной.
Подгоняемый страхом, что сама военная необходимость подскажет немецкому
В тот же день авиаписьмо Отто Гана с сенсационной новостью приходит в Стокгольм. И Лиза Мейтнер отвечает на него в тот же вечер, двадцать первого декабря: «Ваши результаты с радием ошеломляющи. Процесс, идущий с медленными нейтронами и приводящий к барию!.. Пока что мне трудно принять такой далеко идущий разрыв ядра, но мы уже пережили в ядерной физике столько неожиданностей, что нельзя сказать просто: это невозможно!». Это, конечно, еще нельзя считать официальным признанием от ученого-физика. Тем не менее Мейтнер, похоже, сразу свыклась с физической интерпретацией ее коллег-химиков. Это удивительно, ведь у нее почти не было времени на размышления. Свой комментарий она пишет в тот же вечер. Уж не вспомнила ли она в тот волнующий час Иду Ноддак, которая еще четыре года назад, после эксперимента Ферми, предсказывала распад ядра на «крупные обломки»?
Не секрет, что в Далеме свысока поговаривали о конкурентке в списке кандидатов на Нобелевскую премию: «Ган весьма грубо высказывался, что у него язык не повернется процитировать абсурдную гипотезу госпожи Ноддак о разрыве атома урана, иначе ему пришлось бы опасаться за свое доброе имя ученого». Далемское трио не жаловало госпожу Ноддак. И это чувство было взаимным. Но в высшей степени невероятно, чтобы ни Ган, ни Мейтнер не подумали о ней, употребляя в своих письмах ключевое слово — «разрыв» ядра. Податливая реакция Мейтнер на предложение Гана показывает и то, как велико еще их взаимное доверие. Она не ставит под сомнение далемские результаты и может порадоваться эксклюзивности сообщения. Еврейка в шведском изгнании посвящена, тогда как «арийские» физики в институте Гана даже не догадываются об удивительном эксперименте в соседней комнате. Для Гана и Штрассмана, в свою очередь, ее осторожное одобрение — стимул к продолжению усилий.
В своей благодарственной речи по случаю вручения Нобелевской премии Энрико Ферми называет «гесперием» предполагаемый трансурановый элемент 94. В греческой античности Гесперией возвышенно называли Италию. Однако в современной Гесперии царят отнюдь не возвышенные обстоятельства. В сентябре 1938 года Муссолини тоже вводит первые антисемитские законы. Одна фашистская газета упрекает Ферми, что его Институт физики превратился в синагогу. Католик и его еврейская жена Лаура решают навсегда покинуть Италию со своими двумя детьми. Ферми подает заявление итальянским властям на шестимесячную поездку в США. На самом деле у него уже есть предложение от Колумбийского университета в Нью-Йорке о профессуре. Так семья Ферми, воспользовавшись пребыванием в Стокгольме, двадцать четвертого декабря садится в Саутгэмптоне на пароход до Нью-Йорка. Служащая американской иммиграционной службы подвергла свежеиспеченного лауреата Нобелевской премии положенному по закону тесту на интеллект. И он выдержал этот экзамен. Лаура Ферми пишет:
— Сколько будет пятнадцать плюс двадцать семь? — спросила она Энрико.
Тот невозмутимо ответил:
— Сорок два.
— Сколько будет двадцать девять, деленное на два?
— Четырнадцать с половиной, — сказал Энрико.
Убедившись, что он в здравом уме, служащая перешла к следующему кандидату.
В эту среду, двадцать первого декабря, Отто Ган тоже не находит покоя. Не дожидаясь ответа Мейтнер, он пишет ей поздним вечером еще одно письмо: «А как было бы хорошо, если б сейчас мы могли работать вместе, как прежде...» Начались рождественские праздники, и институт уже закрыт. Штрассман как раз отключает счетчики Гейгера, работавшие в непрерывном круглосуточном режиме. Но тут им обоим стало невтерпеж опубликовать результаты. Сообща они пишут статью о поразительной находке бария в облученном уране — элемента, который на тридцать шесть ядерных зарядов легче урана. «Мы не могли молчать о наших результатах, хотя они и были, может быть, абсурдны с точки зрения физики... В пятницу нашу статью отнесли в «Естественные науки». Издатель по телефону обещал, что она выйдет в номере от шестого января 1939 года. Далемцы торопятся первыми опубликовать свое открытие — хотя у них самих еще нет внятного физического объяснения. Но ведь их жесточайшие конкуренты в Париже и США тоже могли подойти к этому результату так же близко, как они сами.