Žinia apie Hirošimos ir Nagasakio bombardavimą sukėlė tokį šoką Uto skilimo atradėjui Otto Hahnui, kad jo draugai, bijodami savižudybės, turėjo budėti visą parą.
Otto Hahnas gimė 1879 m. Kovo 8 d. Frankfurte prie Maino. Jo tėvas buvo amatininkas, vėliau tapo nedidelės gamyklos savininku ir miesto tarybos pavaduotoju. Šeima negyveno skurde, tačiau iš keturių sūnų tik vyriausias Karlas sugebėjo išsiųsti į gimnaziją. Trys jauniausi ir jauniausias Otto mokėsi profesinėje mokykloje.
Paauglystėje Ganas susidomėjo spiritizmu. Tačiau perskaitęs daugybę okultinių raštų, jis įsitikino jų beprasmybe ir daugiau prie jų negrįžo. Galbūt tada jis įgijo gilų nepasitikėjimą bet kokiomis spekuliacinėmis žiniomis, kurios paneigia objektyvų patikrinimą. Visą gyvenimą Ganas liko abejingas metafiziniams ir religiniams klausimams.
Tikrieji jo interesai buvo nustatyti vėlai. Gyvas, išradingas išdaigoms Otto mažai galvojo apie profesijos pasirinkimą. Tapti chemiku jis nusprendė tik vyresnėje klasėje, veikiamas tuometinio garsaus tyrinėtojo M. Freundo paskaitų.
1897 m. Hahnas įstojo į Marburgo universitetą, 1901 m. Apgynė organinės chemijos disertaciją. Po universiteto sekė karo tarnyba, dėl kurios Otto neparodė nė menkiausio uolumo. Netrukus po tarnybos vienos iš gamyklų vadovybė nusprendžia įdarbinti gerai apmokytą, gero būdo jaunuolį dirbti užsienyje. 1904 metais Hahnas išvyko į Londoną, ketindamas tuo pačiu metu studijuoti chemiją pas V. Ramsay.
Ramsay tuo metu studijavo radioaktyvius elementus ir nurodė Otto gauti stiprų radžio preparatą iš bario druskos. Eksperimento rezultatas nulėmė visą tolesnę Ganos veiklą. Pradedantis naujokas, netikėtai sau ir kolegoms, atrado naują radioaktyvią medžiagą, kurią pavadino radiotoriumu. Kai po šešių mėnesių jo viešnagė Londone baigėsi, Ramsay pasiūlė Ghanui mesti darbą pramonėje ir visiškai atsiduoti naujai, mažai žinomai sričiai - radiochemijai. Taigi, Otto Hahno gyvenime, kuris vis dar dreifavo kartu su srautu, prasidėjo naujas laikotarpis. Giliai širdyje, laikydamas save savamoksliu, prieš grįždamas į Berlyną jis nusprendė stažuotis pas pirmaujantį radioaktyvumo srities tyrėją E. Rutherfordą. Otto santykiai su mokslais visada buvo be interesų. Be to, tais metais jis dirbo Rutherforde nemokamai: nebuvo jokių įkainių, tada stažuotojai neturėjo teisės į stipendiją. Pirmą etatą jis gavo būdamas 33 metų. Prieš tai jį palaikė tėvai ir broliai, jie taip pat apmokėjo eksperimentų išlaidas.
Rutherfordas Ganą priėmė draugiškai, tačiau pareiškė, kad netiki radiotoriumo egzistavimu. Atsakydamas į tai, Otto atliko panašius eksperimentus su kitomis medžiagomis, išskiriančiomis alfa daleles, ir atrado kitą medžiagą - torį C, tada radioaktinį. Monrealyje, netoli Rutherfordo, Hahnas pagaliau įsitvirtino nusprendęs atsidėti radioaktyvumo tyrimams. Ir esmė ne tiek, kad čia jis susipažino su fizinėmis problemomis ir metodais, kiek bendraudamas su Rutherfordu. Puikus, demokratiškas ir dažnai triukšmingas Rutherfordas, nė kiek nepanašus į orius vokiečių profesorius, tapo Otto idealu. O laboratorinė aplinka, rimtumas darbe, laisvos diskusijos, sprendimų nepriklausomumas ir atviras klaidų pripažinimas tapo pavyzdžiu jaunam mokslininkui, kurio vėliau jis siekė savo institute.
Grįžęs į Berlyną 1906 m., Hahnas, prižiūrimas profesoriaus Z. Fischerio, įstojo į Berlyno universiteto chemijos laboratoriją. Senas organinis chemikas Fišeris patikimiausią tyrėjo instrumentą laikė „savo nosimi“, o ne skaitikliu, registruojančiu paslaptingus spindulius. Kita vertus, Hahnas greitai susidraugavo su jaunų Berlyno fizikų ratu.1907 m. Rugsėjo 28 d. Jis, išradingas chemikas, susitiko su teorine fizike Lise Meitner. Nuo to laiko jie kartu dirbo tris dešimtmečius. „Hahn-Meitner“derinys tapo vienu sėkmingiausių ir vaisingiausių atliekant atominius tyrimus.
Otto Hahnas ir Lise Meitner
1912 m. Hahnas perėjo į naujai įkurtą Kaizerio Vilhelmo draugijos Chemijos institutą (vėliau Hahnas tapo šio instituto direktoriumi). Otto pasiekimai per daugelį metų yra įspūdingi. 1907 metais buvo atrastas naujas elementas - mezotoriumas. 1909 metais buvo atlikti svarbūs eksperimentai, tiriant atsitraukimo reiškinius. 1913 m., Dalyvaujant Meitneriui, jis atrado uraną X2. Nepaisant nuostabaus darbo, senas ir ankštas medinis dirbtuvių pastatas buvo laboratorijos patalpa. Ir kelias į akademinę karjerą Ganoje buvo uždarytas ilgam. Nors 1910 m. Jis buvo pakeltas į profesorių, iki 1919 m. Radiochemija nebuvo įtraukta į Vokietijos universitetuose dėstomus dalykus.
1914 m. Rugpjūčio mėn. Gana buvo pašaukta į armiją. Tuo metu poreikis kovoti nesukėlė nesantaikos su jo sąžine. Tikriausiai tam įtakos turėjo nacionalistinių ir lojalistinių nuotaikų antplūdis, švietimas namuose, kuris iki absoliučios pakėlė griežtą pareigos vykdymą kaizeriui ir tautai ir galbūt romantišką karo idėją. Pirmaisiais karo mėnesiais Ganoje, atrodo, atsibudo studentiškų metų neatsargumas, juolab kad jo dalis tiesiogiai nedalyvavo karo veiksmuose. 1915 metų pradžioje jo buvo paprašyta pradėti kurti nuodingas medžiagas, o po neilgų dvejonių jis sutiko, tikėjo argumentais apie naujo ginklo žmogiškumą, o tai, neva, priartins karo pabaigą. Dauguma jo kolegų padarė tą patį. (Tiesa, ne viskas: vokiečių chemikas, 1915 m. Nobelio premijos laureatas R. Willstatteris, pavyzdžiui, atsisakė.) Tik vėliau Otto su skausmu pastebėjo: „Iš esmės tai, ką mes tada darėme, buvo baisu. Bet tai buvo “.
Kaip matote, Otto ir jo kolegos nepriekaištavo jam, kuris jo kūrybinį gyvenimą laikė nuostabių sėkmių grandine, nuolatiniu pakilimu į tiesą. Hahno karjerą, pasak M. von Laue (vokiečių fizikas, Nobelio premijos laureatas), galima „prilyginti kreivei, kuri, pradedant nuo aukščiausio taško - radus radiatorių, kyla vis aukščiau - link atradimo. mezotoriumas, pasiekia maksimumą, kai aptinkamas branduolinis skilimo uranas “.
Panašius eksperimentus Paryžiuje atliko Irene Curie.
Hahnas, Meitneris ir jaunas darbuotojas Strassmannas ištyrė kelis radioaktyviuosius izotopus, gautus bombarduojant uraną ar torį neutronais, ir taip patobulino eksperimentinę metodiką, kad vos per kelias minutes jie galėjo išskirti norimą radioaktyvųjį izotopą. Organizavo varžybas. Meitner rankoje laikė chronometrą, o Hahnas ir Strassmannas paėmė apšvitintą preparatą, ištirpino, nusodino, filtravo, atskyrė nuosėdas ir perkėlė jas į skaitiklį. Per mažiau nei dvi minutes jie padarė tai, kas paprastai užtruktų nuo dviejų iki trijų valandų. Viskas, kas buvo sukurta Hano laboratorijoje, pasaulio atominiai lobistai laikė neginčijama tiesa, jie naudojo Hano terminologiją (beje, pasiskolintą iš D. Mendelejevo darbų). Tyrimai trijose didžiausiose pasaulio laboratorijose - Berlyne, Romoje (Fermi) ir Paryžiuje - tarsi nepaliko jokių abejonių, kad kai uranas buvo apšvitintas neutronais, skilimo produktuose buvo ek -renio ir eka -osmio. Reikėjo iššifruoti jų virsmų kelius, nustatyti pusinės eliminacijos periodus. Šie elementai buvo laikomi transuraniniais. Tiesa, 1938 m. Irene Curie skilimo produktuose atrado į lantaną panašų izotopą, tačiau tuo nepasitikėjo pakankamai ir buvo ties slenksčio atrasti urano skilimą - tokį skilimą, kuris atrodė neįmanomas. Energija, kuri surišo protonus ir neutronus atomo branduolyje, buvo tokia didelė, kad atrodė neįsivaizduojama, kad ją įveikti gali tik vienas neutronas.
Kokie iš tikrųjų buvo šie procesai? Jie buvo sutvarkyti šiek tiek vėliau, tačiau kol kas politiniai klausimai išryškėjo. Kurį laiką reikėjo pamiršti neutronus ir protonus, kariniai žygiai ir karingos kalbos nieko gero nežadėjo. Po Anschluss Vokietijos valdžios institucijos atsisakė išduoti pasą Austrijos pilietei Lisai Meitner. Pagal nacių įstatymus ji taip pat neturėjo teisės išvykti iš Vokietijos. Vienintelė išeitis jai buvo skrydis. Hahnas paprašė Niels Bohr pagalbos. Nyderlandų vyriausybė sutiko ją priimti be paso. Lise susikrovė būtiniausius daiktus ir „atostogauti“išvyko į Olandiją.
Susirūpinimas ir nerimas, susiję su Meitnerio išvykimu, beveik visą 1938 m. Atėjo ruduo. Tą rudenį Hahnas ir Strassmannas padarė svarbiausią atradimą. Eksperimentai ir teorinės paieškos buvo atnaujintos. Meitnerio nebuvimas buvo labai jaučiamas: trūko protingo patarėjo ir griežto teisėjo, teoretiko, kuris atliktų sudėtingus skaičiavimus.
Fritzas Strassmannas
Hahnas pasirinko rodiklio metodą. Daug kartų buvo naudojami įvairūs radioaktyvieji žymekliai, tačiau rezultatas buvo tas pats. Radioaktyvi medžiaga, atsiradusi, kai uranas buvo bombarduojamas lėtais neutronais, savo savybėmis priminė barį; jos nebuvo galima atskirti nuo bario jokiu cheminiu būdu. Taigi Otto Hahnas ir Fritzas Strassmannas iš tikrųjų atrado urano branduolių skilimą. Strassmannas tuo metu buvo 37 metų, o Hahnas ruošėsi švęsti šešiasdešimtmetį.
Straipsnis buvo paskelbtas 1938 m. Tuo pačiu metu Hahnas išsiuntė eksperimentų rezultatus Meitner, laukdamas jos įvertinimo. Nauji metai atnešė naują teoriją. Pagal ją, švitinant lėtais neutronais, urano branduolys turėtų suskaidyti į dvi dalis - į bario ir kriptono atomus. Šiuo atveju tarp naujai susiformavusių branduolių atsiranda atstumiančios jėgos, kurių energija siekia du šimtus milijonų elektronų voltų. Tai milžiniška energija, kurios negalima gauti kitais procesais. Fizika terminą „skilimas“pasiskolino iš biologijos, taip dauginasi pirmuonys. Kolega ir sūnėnas Meitner Frisch, skubiai atlikę eksperimentą su urano skilimu, patvirtino teoriją ir įsipareigojo parašyti straipsnį.
Hahno ir Strassmanno gauti rezultatai taip smarkiai prieštaravo autoritetingiausių mokslininkų nuomonei, kad jie glumino pačius tyrėjus. Hahno laiškuose Meitneriui kartkartėmis yra žodžiai „nuostabūs“, „nepaprastai nuostabūs“, „stulbinantys“, „fantastiški rezultatai“. Norint padaryti teisingą išvadą, kuri prieštarauja to meto idėjoms, Otto reikalavo ne tik įžvalgumo, bet ir nepaprastos drąsos. Jie suteikė Ganai pasitikėjimo eksperimento grynumu, t.y. dėl gautų rezultatų patikimumo.
Vos kelių dienų įvykiai, įvykę didžiausiuose Jungtinių Amerikos Valstijų moksliniuose centruose, gali būti puikus nuotykių filmo scenarijus.
Nesuvokdamas, kad Hahno, Strassmanno ir Meitnerio atradimas turi būti laikomas paslaptyje, artimiausias Bora Rosenfeldo bendradarbis atvyksta į Prinstoną (JAV) ir atsiduria fizikų vakarėlyje universiteto klube. Jį bombarduoja klausimai: kas naujo Europoje? Rosenfeldas kalba apie Hahno ir Strassmanno eksperimentus bei teorines Meitnerio ir Frischo išvadas. Susitikime dalyvauja „Fermi“darbuotojas; tą naktį jis važiuoja į Niujorką, įsiveržia į Fermi kabinetą ir praneša naujienas. Per kelias minutes Fermi pradėjo kurti būsimų eksperimentų projektą. Pirmiausia reikia atkurti urano branduolio skilimo procesą, tada išmatuoti išsiskyrusią energiją. Fermi supranta, ko jam trūko prieš penkerius metus, kai pirmą kartą lėtai neutronais bombardavo uraną.
Enrico Fermi
Kolumbijos universiteto pogrindyje dalijamasi urano branduoliui, nežinant, kad Frisch jau atliko panašų eksperimentą. Skubiai (skuba atskleisti kažkieno atradimą) žurnale „Gamta“ruošiama žinutė.
Sužinojęs apie informacijos nutekėjimą, Bohras nerimauja, kad kažkas aplenks Meitnerį ir Frischą. Tada jie atsidurs padėtyje, kad pasisavintų kažkieno atradimą. Vašingtone vykusiame suvažiavime Bohras sužino, kad Fermi urano skilimo eksperimentai įsibėgėja, ir siunčia telegramas į Kopenhagą Frisch, kad nedelsiant paskelbtų eksperimentų rezultatus. Kitą dieną pasirodė naujas žurnalo numeris su Hahno ir Strassmanno straipsniu. Tą pačią dieną atėjo guodžianti žinia - Frischas išsiuntė straipsnį spaudai. Dabar Boris ramus ir gali visiems papasakoti apie urano skilimą. Dar prieš jam baigiant kalbą, keli žmonės išėjo iš salės ir beveik nubėgo į Carnegie institutą, prie galingo akceleratoriaus. Reikėjo nedelsiant pakeisti taikinius ir ištirti urano branduolio skilimą.
Kitą dieną Bohras ir Rosenfeldas buvo pakviesti į Carnegie instituciją. Pirmą kartą Bohras matė dalijimosi procesą osciloskopo ekrane.
Tuo pat metu Paryžiuje „Joliot-Curies“stebėjo urano ir torio branduolių irimą, vadindamas šį skilimą „sprogimu“. Frederiko straipsnis pasirodė praėjus vos dviem savaitėms po Meitnerio ir Frischo straipsnio. Taigi per mažiau nei mėnesį keturios laboratorijos (Kopenhagoje, Niujorke, Vašingtone ir Paryžiuje) suskaldė urano branduolį ir parodė, kad išsiskiria didžiulė energija. Tačiau mažai žmonių žinojo, kad yra ir penktoji laboratorija - Leningrado politechnikos institute, kur taip pat buvo kuriama urano skilimo teorija.
Nuorodos:
1. Gernekas F. Atominio amžiaus pradininkai. M.: Progress, 1974. S. 324-331.
2. Konstantinova S. Skaldymas. // Išradėjas ir novatorius. 1993. Nr. 10. S. 18-20.
3. Šventyklos Yu fizika. Biografinė informacinė knyga. M.: Mokslas. 1983. S. 74.
