Ziņas par Hirosimas un Nagasaki bombardēšanu izraisīja tik lielu šoku urāna skaldīšanas atklājējā Oto Hānā, ka viņa draugiem bija jāstrādā dežūrā visu diennakti, baidoties no pašnāvības.
Oto Hāns dzimis 1879. gada 8. martā Frankfurtē pie Mainas. Viņa tēvs bija amatnieks, pēc tam kļuva par nelielas rūpnīcas īpašnieku un pilsētas domes deputātu. Ģimene nedzīvoja nabadzībā, bet no četriem dēliem tikai vecāko Kārli varēja nosūtīt uz ģimnāziju. Trīs jaunākie un jaunākais Otto devās uz arodskolu.
Pusaudža gados Ganu interesēja spiritisms. Bet, izlasījis daudzus okultus rakstus, viņš pārliecinājās par to bezjēdzību un nekad pie tiem neatgriezās. Varbūt tieši tad viņam radās dziļa neuzticība jebkādām spekulatīvām zināšanām, kas ir pretrunā ar objektīvu pārbaudi. Visu mūžu Gans palika vienaldzīgs pret metafiziskiem un reliģiskiem jautājumiem.
Viņa patiesās intereses tika noteiktas vēlu. Dzīvs, izgudrojošs palaidnībām, Oto maz domāja par profesijas izvēli. Viņš kļuva par ķīmiķi tikai vecākajā klasē, toreiz slavenā pētnieka M. Freunda lekciju iespaidā.
1897. gadā Hāns iestājās Marburgas universitātē, 1901. gadā aizstāvēja disertāciju organiskajā ķīmijā. Universitātei sekoja militārais dienests, par ko Oto neizrādīja ne mazāko degsmi. Drīz pēc dienesta vienas no rūpnīcām vadība nolemj pieņemt darbā labi apmācītu, labi audzinātu jaunieti darbam ārzemēs. 1904. gadā Hāns devās uz Londonu, vienlaikus nodomājot studēt ķīmiju pie V. Ramzija.
Ramzijs tolaik pētīja radioaktīvos elementus un lika Otto iegūt spēcīgu rādija preparātu no bārija sāls. Eksperimenta iznākums noteica visas turpmākās Ganas darbības. Jaunais iesācējs, negaidīti sev un kolēģiem, atklāja jaunu radioaktīvu vielu, ko viņš sauca par radiotoriumu. Kad sešus mēnešus vēlāk viņa uzturēšanās Londonā beidzās, Ramzijs ieteica Gānam atmest darbu rūpniecībā un pilnībā veltīt sevi jaunai, mazpazīstamai jomai - radioķīmijai. Tādējādi Otto Hāna dzīvē sākās jauns periods, kurš joprojām dreifēja līdzi straumei. Dziļi sevī, uzskatot sevi par pašmācītu, viņš pirms atgriešanās Berlīnē nolēma iziet praksi pie vadošā pētnieka radioaktivitātes jomā E. Rezerforda. Otto attiecības ar zinātni vienmēr ir bijušas brīvas no pašlabuma. Turklāt tajos gados viņš bez maksas strādāja Rezerfordā: likmes nebija, un tad praktikantiem nebija tiesību uz stipendiju. Pirmo pilnas slodzes darbu viņš ieguva 33 gadu vecumā. Pirms tam viņu atbalstīja vecāki un brāļi, viņi arī apmaksāja eksperimentu izmaksas.
Rezerfords draudzīgi uzņēma Ganu, taču paziņoja, ka netic radiotorija pastāvēšanai. Atbildot uz to, Otto veica līdzīgus eksperimentus ar citām vielām, kas izstaro alfa daļiņas, un atklāja citu vielu - toriju C, pēc tam radioaktīniju. Monreālā, netālu no Rezerfordas, Hāns beidzot nostiprinājās lēmumā veltīt sevi radioaktivitātes izpētei. Un jēga nav tik daudz, ka šeit viņš iepazinās ar fiziskām problēmām un metodēm, kā saziņā ar Rezerfordu. Spilgtais, demokrātiskais un bieži trokšņojošais Rezerfords, ne mazāk kā cienījamie vācu profesori, kļuva par Otto ideālu. Un laboratorijas vide, nopietnība darbā, brīvas diskusijas, spriedumu neatkarība un atklāta kļūdu atzīšana kļuva par paraugu jaunajam zinātniekam, uz kuru viņš vēlāk tiecās savā institūtā.
1906. gadā atgriežoties Berlīnē, Hāns profesora Z. Fišera vadībā iegāja Berlīnes universitātes ķīmiskajā laboratorijā. Vecais bioloģiskais ķīmiķis Fišers uzskatīja par visuzticamāko pētnieka instrumentu "savu degunu", nevis skaitītāju, kas reģistrēja noslēpumainus starus. No otras puses, Hāns ātri sadraudzējās ar jauno Berlīnes fiziķu loku. Šeit, 1907. gada 28. septembrī, viņš, izgudrojošs ķīmiķis, tikās ar teorētisko fiziķi Līzi Meitneri. Kopš tā laika viņi ir strādājuši kopā trīs gadu desmitus. Hāna-Meitnera kombinācija ir kļuvusi par vienu no veiksmīgākajām un auglīgākajām atomu izpētē.
Oto Hāns un Līze Meitnere
1912. gadā Hāns pārgāja uz jaunizveidoto Ķeizara Vilhelma biedrības Ķīmijas institūtu (vēlāk Hāns kļuva par šī institūta direktoru). Otto sasniegumi gadu gaitā ir iespaidīgi. 1907. gadā tika atklāts jauns elements - mezotorijs. 1909. gadā tika veikti svarīgi eksperimenti, lai izpētītu atsitiena parādības. 1913. gadā, piedaloties Meitneram, viņš atklāja urānu X2. Neskatoties uz izcilo darbu, vecā un šaurā koka darbnīcas ēka kalpoja kā laboratorijas telpa. Un ceļš uz akadēmisko karjeru Ganai uz ilgu laiku bija slēgts. Lai gan viņš tika paaugstināts par profesoru 1910. gadā, līdz 1919. gadam radioķīmija nebija starp Vācijas universitātēs mācītajiem priekšmetiem.
1914. gada augustā Gana tika iesaukta armijā. Toreiz nepieciešamība cīnīties neizraisīja nesaskaņas ar viņa sirdsapziņu. Iespējams, to ietekmēja nacionālistisko un lojālo noskaņojumu uzplaukums, mājas izglītība, kas absolūtā līmenī pacēla stingru pienākumu izpildi pret ķeizaru un tautu, un, iespējams, romantiskā kara ideja. Kara pirmajos mēnešos Ganā, šķiet, pamodās studentu gadu neuzmanība, jo īpaši tāpēc, ka viņa daļa nepiedalījās tiešā karadarbībā. 1915. gada sākumā viņam tika lūgts sākt izstrādāt indīgas vielas, un pēc īsas vilcināšanās viņš piekrita, ticēja argumentiem par jaunā ieroča cilvēcību, kas, domājams, tuvinās kara beigām. Lielākā daļa viņa kolēģu darīja to pašu. (Tiesa, ne visi: vācu ķīmiķis, 1915. gada Nobela prēmijas laureāts R. Villstaters, piemēram, atteicās.) Tikai vēlāk Oto ar sāpēm atzīmēja: “Būtībā tas, ko mēs toreiz darījām, bija briesmīgi. Bet tā bija."
Kā redzat, Oto un kolēģi viņam nepārmeta, jo viņa radošo dzīvi uzskatīja par spožu panākumu ķēdi, nepārtrauktu pacelšanos patiesībā. Hāna karjeru, pēc M. fon Ljū (vācu fiziķa, Nobela prēmijas laureāta) domām, var "pielīdzināt līknei, kas, sākot no augstākā punkta - līdz ar radiācijas atklāšanu, paceļas arvien augstāk - virzienā uz atklāšanu. mezotoriums, sasniedz maksimumu kodola skaldīšanas urāna atklāšanas brīdī ".
Līdzīgus eksperimentus Parīzē veica Irēna Kirī.
Hāns, Meitners un jauns darbinieks Strassmans pētīja vairākus radioaktīvos izotopus, kas tika iegūti, bombardējot urānu vai toriju ar neitroniem, un tādējādi uzlaboja eksperimentālo metodiku, ka tikai dažu minūšu laikā viņi varēja izolēt vēlamo radioaktīvo izotopu. Organizētas sacensības. Meitnere turēja rokā hronometru, bet Hāns un Strassmans paņēma apstaroto preparātu, izšķīdināja, nogulsnēja, filtrēja, atdalīja nogulsnes un pārnesa to uz letes. Mazāk nekā divu minūšu laikā viņi izdarīja to, kas parasti prasītu divas līdz trīs stundas. Viss, kas tika radīts Hāna laboratorijā, pasaules atomu lobisti uzskatīja par neapstrīdamu patiesību, viņi izmantoja Hāna terminoloģiju (starp citu, aizgūta no D. Mendeļejeva darbiem). Pētījumi trijās lielākajās pasaules laboratorijās - Berlīnē, Romā (Fermi) un Parīzē -, šķiet, neatstāja šaubas, ka, urānu apstarojot ar neitroniem, sabrukšanas produkti satur ek -rēniju un eka -osmiju. Bija nepieciešams atšifrēt to pārvērtību ceļus, noteikt pussabrukšanas periodus. Šie elementi tika uzskatīti par transurāniskiem. Tiesa, 1938. gadā Irēna Kirī sabrukšanas produktos atklāja lantānam līdzīgu izotopu, taču viņai nebija pietiekamas pārliecības par to, un viņa bija uz robežas, lai atklātu urāna skaldīšanos - tādu sabrukšanu, kas šķita neiespējama. Enerģija, kas saistīja protonus un neitronus atoma kodolā, bija tik liela, ka šķita neiedomājami iedomāties, ka to var pārvarēt tikai viens neitrons.
Kādi patiesībā bija šie procesi? Tie tika sakārtoti nedaudz vēlāk, bet pagaidām priekšplānā izvirzījušies politiskie jautājumi. Neitroni un protoni kādu laiku bija jāaizmirst, militārie gājieni un karojošās runas neliecināja par labu. Austrijas pilsonei ebrejai Līzai Meitnerei pēc Anšlusa Vācijas varas iestādes atteica pasi. Saskaņā ar nacistu likumiem viņai arī nebija tiesību izbraukt no Vācijas. Vienīgā izeja viņai bija lidojums. Hāns lūdza Nīlsam Boram palīdzību. Nīderlandes valdība piekrita viņu pieņemt bez pases. Līse sapakoja nepieciešamākās lietas un “atvaļinājumā” devās uz Holandi.
Rūpes un satraukums saistībā ar Meitnera aiziešanu Oto patērēja gandrīz visu 1938. gada vasaru. Ir pienācis rudens. Tajā rudenī, kad Hāns un Strassmans izdarīja vissvarīgāko atklājumu. Eksperimenti un teorētiskie meklējumi atsākās. Meitnera prombūtne bija jūtama akūti: trūka saprātīga padomdevēja un stingra tiesneša, teorētiķa, kurš veiktu sarežģītus aprēķinus.
Fricis Strassmans
Hāns ķērās pie rādītāju metodes. Daudzas reizes tika izmantoti dažādi radioaktīvie marķieri, bet rezultāts bija tāds pats. Radioaktīvā viela, kas parādījās, urānu bombardējot ar lēniem neitroniem, pēc īpašībām atgādināja bāriju; to nevarēja atdalīt no bārija ar nevienu ķīmisku metodi. Tātad Otto Hāns un Fricis Strassmans faktiski atklāja urāna kodolu skaldīšanu. Strassmanim tobrīd bija 37 gadi, un Hāns gatavojās svinēt savu sešdesmito dzimšanas dienu.
Raksts tika publicēts 1938. gada beigās. Tajā pašā laikā Hāns nosūtīja eksperimentu rezultātus Meitnerei, gaidot viņas novērtējumu. Jaunais gads atnesa jaunu teoriju. Saskaņā ar to urāna kodols, apstarots ar lēniem neitroniem, jāsadala divās daļās - bārija un kriptona atomos. Šajā gadījumā starp jaunizveidotajiem kodoliem parādās atbaidoši spēki, kuru enerģija sasniedz divus simtus miljonu elektronvoltu. Šī ir kolosāla enerģija, kuru nevar iegūt citos procesos. Fizika terminu "skaldīšana" aizņēmās no bioloģijas, šādi vairojas vienšūņi. Meitnera Friša kolēģis un brāļadēls, steidzami veicot eksperimentu par urāna skaldīšanu, apstiprināja teoriju un apņēmās uzrakstīt rakstu.
Hāna un Strassmana iegūtie rezultāti tik krasi bija pretrunā ar autoritatīvāko zinātnieku viedokli, ka tie neizpratnē radīja pašus pētniekus. Hāna vēstulēs Meitneram šad un tad ir vārdi "pārsteidzošs", "ārkārtīgi pārsteidzošs", "satriecošs", "fantastiski rezultāti". Lai izdarītu pareizo secinājumu, kas ir pretrunā tā laika idejām, Oto prasīja ne tikai izveicību, bet arī ārkārtēju drosmi. Viņi deva Ganai pārliecību par eksperimenta tīrību, t.i. iegūto rezultātu ticamībā.
Tikai dažu dienu notikumi, kas notika Amerikas Savienoto Valstu lielākajos zinātniskajos centros, var kalpot kā aizraujošas piedzīvojumu filmas scenārijs.
Nezinot, ka Hāna, Strassmana un Meitnera atklājums ir jātur noslēpumā, Boras Rozenfeldes tuvākais līdzgaitnieks ierodas Prinstonā (ASV) un nokļūst fiziķu ballītē universitātes klubā. Viņu bombardē jautājumi: kas jauns Eiropā? Rozenfelds stāsta par Hāna un Strassmana eksperimentiem un Meitnera un Friša teorētiskajiem secinājumiem. Sanāksmē piedalās Fermi darbinieks; tajā naktī viņš brauc uz Ņujorku, ielaužas Fermi birojā un izsaka ziņas. Dažu minūšu laikā Fermi sāka izstrādāt projektu turpmākajiem eksperimentiem. Pirmkārt, jums jāatveido urāna kodola skaldīšanas process, pēc tam jāmēra izdalītā enerģija. Fermi saprot, ko palaidis garām pirms pieciem gadiem, kad pirmo reizi bombardēja urānu ar lēniem neitroniem.
Enriko Fermi
Kolumbijas universitātes pazemē tiek sadalīts urāna kodols, nezinot, ka Frišs jau ir veicis līdzīgu eksperimentu. Steigā (steidzoties atklāt kāda cita atklājumu) tiek sagatavots vēstījums žurnālam "Daba".
Uzzinot par informācijas noplūdi, Bors uztraucas, ka kāds apsteigs Meitneru un Frišu. Tad viņi nonāks situācijā, kad piesavinās kāda cita atklājumu. Konferencē Vašingtonā Bors uzzina, ka Fermi urāna skaldīšanas eksperimenti rit pilnā sparā, un nosūta telegrammas uz Kopenhāgenu Frišam, lai nekavējoties publicētu eksperimentu rezultātus. Nākamajā dienā parādījās svaigs žurnāla numurs ar Hāna un Strassmana rakstu. Tajā pašā dienā ieradās mierinošas ziņas - Frišs nosūtīja rakstu presei. Tagad Bors ir mierīgs un var visiem pastāstīt par urāna skaldīšanu. Vēl pirms viņš pabeidza savu runu, vairāki cilvēki atstāja zāli un gandrīz skrēja uz Kārnegija institūtu, pie jaudīgā akseleratora. Bija nepieciešams nekavējoties mainīt mērķus un izpētīt urāna kodola skaldīšanu.
Nākamajā dienā Bors un Rozenfelds tika uzaicināti uz Kārnegija institūciju. Pirmo reizi Bors redzēja dalīšanas procesu osciloskopa ekrānā.
Tajā pašā laikā Parīzē Joliot-Curies novēroja urāna un torija kodolu sabrukšanu, nosaucot šo sabrukšanu par "sprādzienu". Frederika raksts parādījās tikai divas nedēļas pēc Meitnera un Friša raksta. Tādējādi nepilna mēneša laikā četras laboratorijas (Kopenhāgenā, Ņujorkā, Vašingtonā un Parīzē) sadalīja urāna kodolu un parādīja, ka tiek atbrīvota milzīga enerģija. Taču tikai daži cilvēki zināja, ka ir arī piektā laboratorija - Ļeņingradas Politehniskajā institūtā, kur tika izstrādāta arī urāna skaldīšanas teorija.
Atsauces:
1. Gerneks F. Atomu laikmeta pionieri. M.: Progress, 1974. S. 324-331.
2. Konstantinova S. Sadalīšana. // Izgudrotājs un novators. 1993. Nr.10. S. 18-20.
3. Tempļi Yu Fizika. Biogrāfiska uzziņu grāmata. M.: Zinātne. 1983. S. 74.
