Даниил Данин - Нильс Бор

• Название: Нильс Бор
• Автор: Даниил Данин
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 1978

Эта книга — краткий очерк жизни и творчества Нильса Бора — великого датского физика-мыслителя, создателя квантовой теории атома и одного из основоположников механики микромира. Современная научная мысль обязана ему глубокими руководящими идеями и новым стилем научного мышления. Он явился вдохновителем и главой интернациональной школы физиков-теоретиков. Замечательной была общественная деятельность ученого-гуманиста — первого поборника международного контроля над использованием ядерной энергии, борца против политики «атомного шантажа»

Книга основана на опубликованных ранее материалах, обнаруженных автором в Архиве Н. Бора и в Архиве источников и истории квантовой физики в Копенгагене.

---

Терроризованная Европа теряла своих физиков, чтобы их не потеряла Земля.

Еще гадали: вернется ли из Швеции до отплытия Нильса, Розенфельда и Эрика неунывающий Отто Фриш? Там он проводил рождество на лыжах в обществе своей тетушки Лизы. Бору нужно было, перед, отъездом поговоритьс ним и с Георгом Плачеком о замысле новых нейтронных экспериментов.

A в это самое время в маленьком шведском местечке под Гетеборггом, Отто Фриш переживал состояние такой; внутренней взбудораженности, что даже Эрик не мог бы. составить ему достойной пары. Забытый богом городок Кюнгальв чудился Отто Фришу в ту ночь кратковременной столицей ядерной физики..

Возбуждение началось на, второй дедь его приезда в Кюнгэльв, когда, утром, выйдя: из, своего гостиничного номера, он застал тетушку в холле за чтением какого-то письма.. У Лизы Мейтнер был озадаченный вид, точно читала нечто ни с чем не сообразное. Однако Фриша одолевали свои мысли, и он затеял разговор об идее одного эксперимента на Блегдамсвей.. Но Мейтнер не стала слушать племянника. Она протянула ему письмо. Оно пришло из Берлина. И, конечно, от Гана. Через минуту Фриш: изумленно уставился на тетущку, не зная, что сказать…

Ган серьезно и нехотя сообщал: среди продуктов нейтронной бомбардировки УРАНА он и. и Штрассман обнаружили три изотопа БАРИЯ — три разновидности этого элемента (с разным: числом нейтронов).

Выдающийся радиохимик писал серьезно, оттого что это было достоверно. И нехотя оттого, что это было неправдоподобно. (Почти так, как если бы честный садовод рассказал, что он потряс яблоню и на землю посыпались сливы.) Заряд ядра урана — 92, бария — 56. Значит, нейтрон раскалывал тяжелое-урановое ядро на большие фрагменты среднего атомного веса. Такие ядерные реакции еще никогда не наблюдалцсь. Нужна была громадная работа против сил ядерного притяжения нуклонов — протонов и нейтронов, — чтобы разбить ядро пополам. Как могло у медленного нейтрона хватить на это энергии?!

Отто Фриш: Предположение, что тут, возможно, произошла ошибка, было отвергнуто Лизой Мейтнер. Ган — слишком хороший химик, чтобы допустить такую ошибку, уверила она меня. Но как же мог барий образоваться из урана?

Да ведь потому Ган и написал Лизе Мейтнер, что не находил ответа на этот вопрос, а в справедливости полученных результатов не сомневался. Настолько не сомневался и настолько был поражен ими, что; накануне рождества позвонил своему другу ученому-издателю Паулю Розбауду и попросил оставить в январском номере Naturwissenschaften место для срочной публикации. 22 декабря его совместная с Ф. Штрассманом статья ушла в редакцию. Но на Дуаве не стало спокойней. Почти два десятилетия спустя он рассказывал журналисту Роберту Юнгу, что в последнюю минуту ему захотелось «вернуть статью из почтового ящика».

В этом-то смятений Ган написал о случившемся в Швецию своей многолетней соратнице. И не убоялся последствий, хотя тут можно было бы усмотреть вызов: весной он вместе с Максом Планком ходатайствовал перед самим Гитлером об оставлении в институте Лизы Мейтнер, но согласия фюрера не получил: Изгнанница узнала первой об открытий в Берлин-Далеме: А психологически с этим открытием все было непросто. И смятение Гана Мейтнер понимала лучше всех.

…Уже четыре года изучались результаты нейтронных бомбардировок урана. Ферми уверял, что они приводит к возникновению прежде неведомых на земле элементов: трансурановых — лежащих в таблице Менделеева ЗА ураном.

Ферми виделась Череда простеньких ядерных реакций. Самый распространенный изотоп урана с атомным весом 238 захватывал нейтрон — и увеличивал свою массу на единицу: появлялся уран-239. Конечна, тоже неустойчивый — бета-радиоактивный. Это означало, что внутри ядра один из нейтронов превращался в протон и электрон. Электрон — бета-частица — покидал ядро, унося свой минусовый заряд, А протон оставался. Положительно заряженный, он увеличивал на единицу заряд ядра-239. И это было уже не урановое ядро с зарядом 92, а следующее попорядку — доселе неизвестное, несущее заряд 93.

Потом еще один бета-распад — и появлялось ядро с зарядом 94. Еще один — и рождалось ядро 95-го элемента… Три трансурана сразу!

Однако даже авторитет Ферми не мог защитить эту версию от критики. Химик Ида Ноддак из Бреславля, первооткрывательница элемента рения, тогда же, в 34-м году, показала необязательность выводов итальянских физиков. И проницательно заметила, что уран, быть может, распадается на ядра изотопов хорошо известных элементов среднего веса! Только обосновать эту догадку ей было нечем. Все же она послала свою работу в Рим. Там поулыбались очередной нелепице химика, чуждого премудростей ядерной физики, и не стали искать невозможное. Впрочем, и она сама за это не взялась. А позднее ее муж, тоже известный химик, Вальтер Ноддак, попросил однажды Гана оповестить ученый мир о соображениях Иды. Но Ган ответил, что слишком хорошо к ней относится и потому не хочет делать из нее посмешище: «Раскалывание ядер урана на крупные осколки являлось, по его мнению, чистейшим абсурдом».

Еще немало приключений в духе детской игры «холодно-горячо» претерпела эта проблема за четыре года, пока минувшим летом 38-го — незадолго до бегства Лизы Мейтнер — Ган не пришел к убеждению, что среди продуктов распада урана три загадочных элемента — это изотопы радия. Он решил поставить контрольные испытания. И вот сейчас — перед рождеством — со всей химической достоверностью выскочили вместо радия невероятные изотопы БАРИЯ. «Чистейший абсурд» Иды Ноддак оказался правдой природы!

…Вернув тетушке письмо из Берлина, Отто Фриш поймал себя на чувстве, что здесь, в Кюнгэльве, наступают часы и дни, быть может, «самые важные во всей его жизни». Он тотчас забыл о своих экспериментальных замыслах. И вспомнил о Боре.

Идея компаунд-ядра! — не в ней ли ключ к пониманию открывшегося?

И Лиза Мейтнер подумала о том же: о коллективной толчее нуклонов, охватывающей урановое ядро после вторжения нейтрона. Когда «через сто лет» оно, некогда возбужденное, будет наконец освобождаться от избытка энергии, в конкуренцию разных способов распада вступит и эта — уже доказанная! — реакция: дробление составного ядра на крупные осколки. Но какой же скрытый механизм включает в ядре захваченный нейтрон, если сам он беден энергией? Не так ли слабый палец, нажав на нужную кнопку, вызывает взрыв? Не так ли избыточная молекула, присоединившись к набухшей капле, может заставить ее вытянуться и разорваться на две меньшие капельки? Образ лишней молекулы был точнее «пальца на кнопке», потому что ядро урана, судя по величине обломков, переживало не взрыв, а разрыв.

А почему разрывается висящая капля обычной жидкости? Сила тяжести становится больше сил поверхностного натяжения, формирующих каплю. Когда молекул слишком много, капля начинает дрожать, перетягивается посредине, делаясь похожей на песочные часы, прежде чем распасться.

Бору ядро и в самом деле рисовалось своеобразной каплей из протонов и нейтронов. Поверхностное натяжение создавалось, как в обычной жидкости, но только тут действовало мощное ядерное взаимодействие, связывающее нуклоны. Казалось, никаким силам не разорвать такую каплю пополам. Однако же эти силы нашлись. И, очевидно, они дремали внутри самого компаунд-ядра, потому что роль дробящего молота захваченному нейтрону была не под силу. Он просто «переполнял чашу терпения»…

Лиза Мейтнер и Отто Фриш медленно углублялись в тишину кюнгэльвского леса, тщетно стараясь и думать медленно — без мешающего волнения. Они сразу почувствовали, что их выводит на верный путь капельная модель Бора, Было ясно, какие внутренние силы могли пробудиться в урановом ядре: заряженные протоны отталкиваются друг от друга, а их 92!

Отто Фриш: …Мы присели на поваленный ствол… и принялись за расчеты на клочках бумаги. Заряд ядра урана, как мы увидели, действительно достаточно велик, чтобы почти полностью уничтожить эффект поверхностного натяжения… Урановое ядро и в самом деле могло оказаться шатко-неустойчивой каплей, готовой разорваться при малейшем провоцирующем воздействии извне…

Им представилась возможная картина: к моменту разрыва две меньшие капли ядерной жидкости делят между собой заряд урана — из 92 протонов 56 достается одной (возникает ядро бария), а остальные 36 — другой (возникает ядро криптона). Два заряженных сгусточка разлетаются с громадными скоростями, унося около 200 миллионов электрон-вольт энергии. Это подсчитывалось легко. И кружило голову: высвобождение такой энергии на ОДИН атом превосходило возможности химических реакций в миллионы и даже десятки миллионов раз! Такого ЕДИНИЧНОГО микрособытия достало бы на зримый макропроцесс — на то, чтобы оторвать от земли и взметнуть песчинку. Энергия разрыва ВСЕХ ядер в куске урана могла бы встряхнуть пустыню…