Да, эту женщину, Лизу Мейтнер, австрийку, оказавшуюся в Швеции, не имеющей никакого оборудования и не говорившую по-шведски, называют матерью атомной бомбы.
В 1907 году, когда она была 29 летней застенчивой студенткой, она приехала в Берлин. И там познакомилась с красивым студентом Отто Ганом, который стал её другом, а вскоре они уже вместе работали в одной лаборатории. Надо сказать, что Лиза превосходила своего приятеля по глубине мышления, способностям, и со временем стала одним из ведущих учёных Германии. Тем не менее, когда она сама сделала открытие, она настояла, чтобы в научной публикации на первом месте поставили его имя.
После первой мировой войны они разошлись по разным лабораториям. В середине 1920-х Мейтнер уже возглавляла отдел теоретической физики в химическом институте кайзера Вильгельма. Внешне она оставалась все такой же застенчивой, однако обрела уверенность в силе своего ума и на самых почтенных теоретических семинарах неизменно садилась в первом ряду рядом с Эйнштейном или Максом Планком.
Когда к власти пришёл Гитлер, её не трогали - ведь она была хоть и еврейкой, но австрийской подданной. А после аншлюся Австрии она автоматически стала подданной Германии. Немецкие физики выполняли все приказы правительства, а у власти теперь пребывали многие из прежних пронацистски настроенных студентов Гана. Именно они были людьми, с которыми ему предстояло сотрудничать все более тесно, людьми, которым следовало угождать. Один из них, химик-органик по имени Курт Гесс, был незначительным учёным, его переполняла зависть, и он одним из первых в институте стал активным нацистом и начал внедрять мысль, что «евреи представляют опасность для нашего института».
Лиза поговорила с Ганом. Ган направился прямиком к Генриху Горлейну, казначею организации, финансировавшей институт химии кайзера Вильгельма.
И попросил Горлейна избавиться от Мейтнер.
Он немного помог ей с отъездом из страны в нейтральную Швецию. А она, как настоящий учёный, рефлекторно сохраняла связь с работой, которую теперь без неё продолжали Ган с Штрасманом, хотя понимала, что, как она выразилась, "Ган выгнал меня".
Штрасман и Ган, при "дистанционном" участии Мейтнер, обстреливали потоками медленных нейтронов уран, самый тяжелый из всех, встречающихся в природных условиях элементов. Поскольку нейтроны проникали в ядра атомов и застревали в них, все ожидали, что в результате будет возникать некое новое вещество, еще более тяжелое, чем уран. Однако, оно не возникало.
В ноябре Мейтнер встретилась с Ганом в нейтральном Копенгагене и, после того, как он признался, что ничего не понимает, отправила его обратно в Берлин с ясными инструкциями о постановке новых опытов. Штрасман потом вспоминал: «Мнения и суждения Мейтнер были для нас, работавших в Берлине, настолько весомыми, что мы немедленно приступили к постановке необходимых… опытов». Конечно, Мейтнер была сильно обижена, но она была в первую очередь учёным, и продолжала свою работу.
Ган и Штрасман использовали в опытах обыкновенный барий в качестве вязкого вещества. Потом барий удалялся, но часть его почему-то оказывалась радиоактивной, хотя примерно вдвое лёгкий, чем уран, барий не должен был проявлять такие свойства. Ган телеграфировал: "Дорогая Лизе! … Возможно, Вам удастся предложить какое-нибудь фантастическое объяснение происходящего… Если Вы сможете придумать нечто достойное публикации, это все же будет, в некотором смысле, результатом работы нас троих! Отто Ган". Спустя два дня Ган снова обратился к ней: «Сами понимаете, Вы сделаете доброе дело, если найдете выход из этого тупика». Что делать дальше, они не знали. Попытаться объяснить странные результаты — почему простой, не подвергнуты обстрелу нейтронами, барий никакого излучения не дает? — должна была Мейтнер.
Перед рождеством она оказалась по приглашению знакомых на западном побережье Швеции вместе со своим племянником Фришем - физиком, работавшим в Дании в институте Нильса Бора. И рассуждать о берлинских загадках они вполне могли вместе, хотя племянник был химиком, а не физиком.
Объяснить результаты эксперимента, который Мейтнер предложила поставить берлинской группе, можно было тем, что атом урана каким-то образом разваливался на две половины. Размер ядра бария составляет примерно половину размера ядра урана. Что если радиоактивный барий, который был обнаружен в берлинских экспериментах, это не барий, а половинки атомов урана, возникшие при таком распаде? Однако из всех результатов, полученных ядерной физикой, — из работ Резерфорда и других — следовало, что это невозможно. Ядро урана состоит более, чем из двухсот частиц, протонов и нейтронов. Все они удерживаются рядом друг с другом тем, что известно как сильное ядерное взаимодействие. Как же может один-единственный проникающий в ядро нейтрон разрушить такие связи? Нельзя же, запустив камушком в огромный валун, ожидать, что валун расколется надвое.Мейтнер с племянником отправились на лыжную прогулку. Впрочем, на лыжах был только Фриш, Мейтнер предпочла идти пешком и продолжала размышлять. А в голове крутилось: ядро бария примерно равно половине ядра урана... В экпериментах обнаруживалось частичное исчезновение массы... в 1909 году она слышала на конференции в Зальцбурге доклад Эйнштейна, в котором он рассказывал, что масса может превращаться в энергию...
Майтнер остановила племянника и они стали рассуждать. Впрочем, рассуждала в основном Майтнер, Фриш выполнял больше функцию слушателя.
Резерфорд представлял ядро атома как нечто твёрдое и прочное. А Бор, у которого работал Фриш, видел ядро скорее похожим на каплю жидкости. Капля тоже подвергнута внутреннему давлению и разорвалась бы, если бы её не стягивали силы поверхностного натяжения. Просматривалась определённая аналогия. Ядра более лёгких элементов, например, углерода, устойчивы, там протонов сравнительно мало, и электрические силы отталкивания не преодолевают сил сильного взаимодействия, стягивающие частицы вместе на небольших расстояниях. Но ядра таких элементов, как урана или похожего на него радия нафаршированы большим количеством протонов и находятся на грани распада, там силы отталкивания велики. Может быть, влетевший в ядро нейтрон выполняет роль "возмутителя", расшатывающего ядро? И ядро, как готовая к разрыву капля воды, разлетается на две части?"По счастью, [моя тетушка] помнила, как вычисляется масса ядра… и смогла подсчитать, что два ядра, получающиеся в результате деления урана, должны быть легче него примерно на одну пятую массы протона. Но ведь, когда исчезает масса, создается, согласно Эйнштейновской формуле E=mc^2, энергия…"
И тут сработал уникальный мозг учёного. Мейтнер сумела на прогулке в уме рассчитать, что 1/5 массы протона должна соответствовать энергии 200 МэВ, а это в точности та величина, которая необходима для разрыва ядра урана!
"Вот в чём разгадка!" - вскричал за 300 с лишним лет до того Шекспир.
Эта энергия может показаться незначительной. Но только на первый взгляд. В штате Калифорния проектировали тогда ускоритель, который для питания огромного электромагнита потреблял бы столько энергии чтобы сообщить частице энергию вдвое меньшую - 100МэВ - что его можно было включать только по ночам, чтобы не оставить без электричества весь город. И что, 1/5 массы протона, эта даже не блоха, а ничтожество, может дать такую энергию?!
Всё дело в колоссальном коэффициенте С^2 в энштейновской формуле, помните?
Мейтнер и ее племянник считали науку политически нейтральной и потому подготовили свое открытие для публикации. В ней и появился термин "деление", предложенный Фришем. А Ган уже опубликовал полученные им в Берлине результаты — практически не упомянув о Мейтнер, — и вскоре начал продлившуюся почти четверть века кампанию, цель которой состояла в том, чтобы доказать: вся честь сделанного открытия принадлежит только ему одному.
Так или иначе, "вскрытие" ядра состоялось. Стало понятно, что для высвобождения колоссальной энергии, содержащейся в ядрах атомов урана, не нужно накачивать их энергией. Достаточно нескольких медленных нейтронов, а дальше процесс пойдёт сам собой. Ядро начинает содрогаться все сильнее и сильнее, пока удерживающее его в целости сильное взаимодействие не поддастся, и электрическое поле внутри ядра не заставит фрагменты его разлететься. Взрыв этот питается собственной энергией ядра.
Если взвесить всё до и после, оказывается, что разлетающиеся части ядра «весят» меньше, чем бывшее прежде целым ядро. И что именно «исчезнувшая» масса дает энергию, которая обеспечивает высокую скорость их разлета. Потому что никуда эта масса не исчезает. Уравнение Эйнштейна E=mc^2 показывает, что она просто проявляет себя в форме энергии.
Мейтнер, как и Эйнштейн, меньше всего думала о создании сверхмощного оружия. Но в 1938 году мир стоял на пороге самой большой в истории войны...