Nyheten om bombningarna av Hiroshima och Nagasaki orsakade en sådan chock hos Otto Hahn, upptäckaren av uranfission, att hans vänner var tvungna att vara i tjänst dygnet runt av rädsla för självmord.
Otto Hahn föddes den 8 mars 1879 i Frankfurt-Main. Hans far var hantverkare, blev sedan ägare till en liten fabrik och suppleant för stadsfullmäktige. Familjen levde inte i fattigdom, men av de fyra sönerna kunde bara den äldste, Karl, skicka till gymmet. De tre yngsta och de yngsta, Otto, gick på en yrkesskola.
Som tonåring blev Gan intresserad av spiritualism. Men efter att ha läst många ockulta skrifter blev han övertygad om deras meningslöshet och återvände aldrig till dem. Kanske var det då han utvecklade ett djupt misstro mot någon form av spekulativ kunskap som trotsar objektiv verifiering. Under hela sitt liv förblev Gan likgiltig inför metafysiska och religiösa frågor.
Hans sanna intressen bestämdes sent. Levande, uppfinningsrik för upptåg, tänkte Otto lite på att välja yrke. Han bestämde sig för att bli kemist bara i sin seniorklass, under påverkan av föreläsningarna av den då berömda forskaren M. Freund.
1897 gick Hahn in på University of Marburg, 1901 försvarade han sin avhandling i organisk kemi. Universitetet följdes av militärtjänst, för vilket Otto inte visade den minsta iver. Strax efter tjänsten beslutar ledningen för en av fabrikerna att anställa en välutbildad, väluppfostrad ung man för att arbeta utomlands. 1904 åkte Hahn till London och tänkte samtidigt studera kemi med V. Ramsay.
Ramsay studerade vid den tiden radioaktiva element och instruerade Otto att få en stark beredning av radium från bariumsalt. Resultatet av experimentet förutbestämde alla ytterligare aktiviteter i Ghana. Den nya nybörjaren, oväntat för sig själv och sina kollegor, upptäckte ett nytt radioaktivt ämne, som han kallade radiotorium. När sex månader senare hans vistelse i London slutade föreslog Ramsay att Ghan skulle sluta arbeta inom industrin och helt ägna sig åt ett nytt, föga känt område - radiokemi. Således började en ny period i Otto Hahns liv, som fortfarande drev med flödet. Innerst inne, betraktade han sig självlärd, bestämde han sig för att genomgå en praktik hos den ledande forskaren inom området radioaktivitet E. Rutherford innan han återvände till Berlin. Ottos förhållande till vetenskapen har alltid varit fri från egenintresse. Under de åren arbetade han dessutom gratis för Rutherford: det fanns inga priser, och då hade praktikanterna inte rätt till stipendium. Han fick sin första heltidstjänst vid 33 års ålder. Innan dess stödde hans föräldrar och bröder honom, de betalade också för kostnaderna för experimenten.
Rutherford tog emot Ghana i vänskap, men uppgav att han inte trodde på att det fanns radiotorium. Som svar utförde Otto liknande experiment med andra ämnen som avger alfa -partiklar och upptäckte ett annat ämne - thorium C, sedan radioactinium. I Montreal, nära Rutherford, etablerade Hahn sig slutligen i beslutet att ägna sig åt forskning om radioaktivitet. Och poängen är inte så mycket att han här fick bekanta sig med fysiska problem och metoder, som i kommunikation med Rutherford. Den lysande, demokratiska och ofta bullriga Rutherford, inte minst som de värdiga tyska professorerna, blev Ottos ideal. Och laboratoriemiljön, allvaret i arbetet, fri diskussion, bedömningens oberoende och öppna erkännande av misstag blev en modell för den unga forskaren, att uppnå som han senare strävade efter vid sitt institut.
När han återvände till Berlin 1906 gick Hahn in i kemikalielaboratoriet vid universitetet i Berlin under överinseende av professor Z. Fischer. En gammal organisk kemist, Fischer betraktade som en forskares mest pålitliga instrument "sin egen näsa", och inte en räknare som registrerar mystiska strålar. Å andra sidan blev Hahn snabbt vän med en krets av unga Berlin -fysiker. Här den 28 september 1907 träffade han, en uppfinningsrik kemist, den teoretiska fysikern Lise Meitner. Sedan dess har de arbetat tillsammans i tre decennier. Hahn-Meitner-kombinationen har blivit en av de mest framgångsrika och fruktbara inom atomforskning.
Otto Hahn och Lise Meitner
År 1912 överfördes Hahn till det nystartade institutet för kemi i Kaiser Wilhelm Society (senare blev Hahn direktör för detta institut). Ottos meritlista genom åren är imponerande. 1907 upptäcktes ett nytt element - mesotorium. År 1909 utfördes viktiga experiment för att studera fenomenet rekyl. År 1913, med Meitners medverkan, upptäckte han uran X2. Trots det strålande arbetet fungerade den gamla och trånga verkstadsbyggnaden som rummet för laboratoriet. Och vägen till en akademisk karriär för Ghana stängdes länge. Även om han befordrades till professor 1910, var radiokemi fram till 1919 inte bland de ämnen som undervisades vid tyska universitet.
I augusti 1914 kallades Ghana in i armén. På den tiden orsakade behovet av att slåss inte oenighet med hans samvete. Förmodligen påverkades det av ökningen av nationalistiska och lojalistiska känslor, hemundervisning, som höjde den absoluta strikta plikten för kejsaren och nationen och möjligen den romantiska tanken om krig. Under krigets första månader, i Ghana, tycktes slarvigheten i hans studentår vakna, särskilt eftersom hans del inte direkt tog del i fientligheterna. I början av 1915 blev han ombedd att börja utveckla giftiga ämnen, och efter kort tvekan gick han med på att han trodde på argumenten om det nya vapnets mänsklighet, vilket påstås skulle föra krigsslutet närmare. De flesta av hans kollegor gjorde detsamma. (Det är sant att inte alla: den tyska kemisten, Nobelpristagaren 1915, till exempel R. Willstatter, vägrade.) Först senare anmärkte Otto med smärta:”Det vi gjorde då var i grunden fruktansvärt. Men det var det."
Som du ser, bebodde Otto och kollegor honom inte, som betraktade hans kreativa liv som en kedja av lysande framgångar, en kontinuerlig stigning till sanningen. Hahns karriär, enligt M. von Laue (tysk fysiker, nobelpristagare), kan "liknas vid en kurva som med början från en höjdpunkt - med upptäckten av radiatoriet stiger högre och högre - mot upptäckten av mesotorium, når sitt maximum vid tidpunkten för upptäckten av kärnklyvningsuran ".
Liknande experiment utfördes i Paris av Irene Curie.
Hahn, Meitner och en ung anställd Strassmann studerade flera radioaktiva isotoper som erhölls genom att bombardera uran eller thorium med neutroner och förbättrade så den experimentella metodiken att de på bara några minuter kunde isolera den önskade radioaktiva isotopen. Organiserade tävlingar. Meitner höll ett stoppur i handen, medan Hahn och Strassmann tog det bestrålade preparatet, löste upp, fällde ut, filtrerade, separerade fällningen och överförde det till disken. På mindre än två minuter gjorde de det som normalt skulle ta två till tre timmar. Allt som skapades i Hahns laboratorium ansågs av världens atomlobbyister vara en obestridlig sanning, de använde Hahns terminologi (förresten, lånad från D. Mendeleevs verk). Forskning i de tre största laboratorierna i världen - i Berlin, Rom (Fermi) och Paris - tycktes inte lämna någon tvekan om att när uran bestrålades med neutroner innehöll sönderfallsprodukterna ek -rhenium och eka -osmium. Det var nödvändigt att dechiffrera banorna för deras transformationer, för att bestämma halveringstiderna. Dessa element ansågs transuraniska. Visst, 1938 upptäckte Irene Curie en isotop som liknar lantan i förfallsprodukterna, men hon hade inte tillräckligt förtroende för detta, och hon var på väg att upptäcka uranfission - ett sådant förfall som verkade omöjligt. Energin som band protoner och neutroner i atomkärnan var så stor att det verkade ofattbart att föreställa sig att endast en neutron kunde övervinna den.
Hur var dessa processer egentligen? De sorterades bort lite senare, men för närvarande har politiska frågor kommit i förgrunden. Neutroner och protoner fick glömmas bort ett tag, militära marscher och krigiska tal lovade inte gott. Judiska kvinnan Lisa Meitner, en österrikisk medborgare, nekades pass av de tyska myndigheterna efter Anschluss. Enligt nazistisk lag hade hon inte heller någon rätt att lämna Tyskland. Den enda vägen ut för henne var flygning. Hahn bad Niels Bohr om hjälp. Den nederländska regeringen gick med på att acceptera henne utan pass. Lise packade ihop de mest nödvändiga sakerna och åkte till Holland "på semester".
Oro och oro i samband med Meitners avresa förtärde Otto nästan hela sommaren 1938. Hösten har kommit. Den hösten när Hahn och Strassmann gjorde den viktigaste upptäckten. Experiment och teoretiska sökningar återupptogs. Meitners frånvaro märktes akut: det saknades en rimlig rådgivare och en strikt domare, en teoretiker som skulle utföra komplexa beräkningar.
Fritz Strassmann
Hahn använde sig av indikatormetoden. En mängd olika radioaktiva spårämnen användes många gånger, men resultatet blev detsamma. Det radioaktiva ämnet som uppträdde när uran bombarderades med långsamma neutroner liknade barium i egenskaper; det kunde inte separeras från barium med någon kemisk metod. Så Otto Hahn och Fritz Strassmann upptäckte faktiskt klyvningen av urankärnor. Strassmann var 37 då, och Hahn förberedde sig på att fira sin sextioårsdag.
Artikeln publicerades i slutet av 1938. Samtidigt skickade Hahn resultaten av experimenten till Meitner i väntan på hennes utvärdering. Det nya året kom med en ny teori. Enligt den bör urankärnan vid bestrålning med långsamma neutroner dela sig i två delar, i barium- och kryptonatomer. I detta fall uppträder frånstötande krafter mellan de nybildade kärnorna, vars energi når två hundra miljoner elektronvolt. Detta är en kolossal energi som inte kan erhållas i andra processer. Fysiken lånade termen "klyvning" från biologin, så här reproducerar sig protozoer. En kollega och brorson till Meitner Frisch, som brådskande utförde ett experiment om klyvning av uran, bekräftade teorin och åtog sig att skriva en artikel.
Resultaten från Hahn och Strassmann stred så kraftigt mot de mest auktoritativa forskarnas åsikter att de förbryllade forskarna själva. Hahns brev till Meitner innehåller då och då orden "fantastiskt", "oerhört fantastiskt", "fantastiskt", "fantastiskt resultat". För att dra den rätta slutsatsen, som strider mot tidens idéer, krävde Otto inte bara tydlighet, utan också extraordinärt mod. De gav Ghana förtroende för experimentets renhet, d.v.s. i tillförlitligheten av de erhållna resultaten.
Händelserna på bara några dagar, som ägde rum i de största vetenskapliga centren i USA, kan mycket väl fungera som ett scenario för en spännande äventyrsfilm.
Ovetande om att upptäckten av Hahn, Strassmann och Meitner måste hållas hemliga, anländer Bora Rosenfelds närmaste medarbetare till Princeton (USA) och befinner sig på en fysikerfest på universitetsklubben. Han bombarderas med frågor: vad är nytt i Europa? Rosenfeld talar om experimenten med Hahn och Strassmann och de teoretiska slutsatserna från Meitner och Frisch. En Fermi -anställd är närvarande vid mötet; den natten kör han till New York, bryter sig in på Fermis kontor och bryter nyheterna. Inom några minuter började Fermi utveckla ett projekt för kommande experiment. Först måste du reproducera klyvningsprocessen i en urankärna och sedan mäta den frigjorda energin. Fermi inser vad han missade för fem år sedan när han först bombade uran med långsamma neutroner.
Enrico Fermi
I tunnelbanan vid Columbia University splittras en urankärna, omedveten om att Frisch redan har genomfört ett liknande experiment. Hastigt (bråttom att sätta ut andras upptäckt) förbereds ett meddelande för tidskriften "Nature".
Efter att ha fått reda på informationsläckan oroar Bohr sig för att någon kommer att springa över Meitner och Frisch. Då kommer de att befinna sig i positionen att tillägna sig någon annans upptäckt. Vid kongressen i Washington får Bohr veta att Fermis experiment med uranfission är i full gång och skickar telegram till Köpenhamn till Frisch för att omedelbart publicera resultaten av experimenten. Dagen efter dök det upp ett nytt nummer av tidningen med en artikel av Hahn och Strassmann. Samma dag kom tröstande nyheter - Frisch skickade artikeln till pressen. Nu är Bor lugn och kan berätta för alla om uranfission. Redan innan han avslutade sitt tal lämnade flera personer hallen och sprang nästan till Carnegie -institutet, till den kraftfulla gaspedalen. Det var nödvändigt att omedelbart ändra mål och undersöka klyvningen av urankärnan.
Dagen efter bjöds Bohr och Rosenfeld till Carnegie -institutionen. För första gången såg Bohr delningsprocessen på oscilloskopskärmen.
Samtidigt i Paris observerade Joliot-Curies förfallet av uran- och thoriumkärnor och kallade detta förfall en "explosion". Frederiks artikel dök upp bara två veckor efter Meitner och Frischs artikel. På mindre än en månad fissionerade således fyra laboratorier (i Köpenhamn, New York, Washington och Paris) en urankärna och visade att enorm energi frigörs. Men få människor visste att det också fanns ett femte laboratorium - vid Polytechnic Institute i Leningrad, där teorin om uranfission också utvecklades.
Referenser:
1. Gernek F. Pionjärer i atomåldern. M.: Progress, 1974 S. 324-331.
2. Konstantinova S. Splitting. // Uppfinnare och innovatör. 1993. Nr 10. S. 18-20.
3. Tempel Yu fysik. Biografisk uppslagsbok. M.: Vetenskap. 1983 S. 74.
