Správa o bombardovaní Hirošimy a Nagasaki spôsobila u Otta Hahna, objaviteľa štiepenia uránu, taký šok, že jeho priatelia museli byť zo strachu pred samovraždou nepretržite v službe.
Otto Hahn sa narodil 8. marca 1879 vo Frankfurte nad Mohanom. Jeho otec bol remeselník, potom sa stal majiteľom malej továrne a zástupcom mestského zastupiteľstva. Rodina nežila v chudobe, ale zo štyroch synov mohol iba najstarší Karl poslať na gymnázium. Traja najmladší a najmladší Otto išli na odborné učilište.
Ako teenager sa Gan začal zaujímať o spiritualitu. Ale po prečítaní mnohých okultných spisov sa presvedčil o ich nezmyselnosti a už sa k nim nevrátil. Možno práve vtedy vyvinul hlbokú nedôveru voči všetkým druhom špekulatívnych znalostí, ktoré sa vzopierajú objektívnemu overeniu. Gan bol po celý život ľahostajný k metafyzickým a náboženským problémom.
Jeho skutočné záujmy boli stanovené neskoro. Živý, vynaliezavý pre žarty, Otto o výbere povolania len málo premýšľal. Chemikom sa rozhodol stať sa až vo svojej seniorskej triede, pod vplyvom prednášok vtedy slávneho bádateľa M. Freunda.
V roku 1897 vstúpil Hahn na univerzitu v Marburgu, v roku 1901 obhájil diplomovú prácu z organickej chémie. Po univerzite nasledovala vojenská služba, pre ktorú Otto neprejavil ani najmenšiu zanietenosť. Krátko po službe sa vedenie jednej z tovární rozhodne najať dobre vyškoleného a dobre vychovaného mladého muža na prácu v zahraničí. V roku 1904 Hahn odišiel do Londýna, pričom mal v úmysle súčasne študovať chémiu u V. Ramsayho.
Ramsay v tom čase študoval rádioaktívne prvky a poveril Otta, aby získal silnú prípravu rádia z báriovej soli. Výsledok experimentu predurčil všetky ďalšie aktivity Ghany. Unikajúci nováčik, nečakane pre seba a svojich kolegov, objavil novú rádioaktívnu látku, ktorú nazval rádiotorium. Keď o šesť mesiacov neskôr skončil jeho pobyt v Londýne, Ramsay navrhol, aby Ghan zanechal prácu v priemysle a úplne sa venoval novému, málo známemu odboru - rádiochémii. Začalo sa teda nové obdobie v živote Otta Hahna, ktorý sa stále unášal prúdom. V hĺbke duše, pretože sa považoval za samouka, sa pred návratom do Berlína rozhodol absolvovať stáž u popredného výskumného pracovníka v oblasti rádioaktivity E. Rutherforda. Ottov vzťah k vede bol vždy bez vlastného záujmu. Navyše v tých rokoch pracoval pre Rutherford zadarmo: neexistovali žiadne sadzby a potom študenti nemali nárok na štipendium. Prvú pozíciu na plný úväzok získal vo veku 33 rokov. Predtým ho podporovali rodičia a bratia, platili aj náklady na experimenty.
Rutherford prijal Ghanu priateľsky, ale uviedol, že neverí v existenciu rádiotoria. V reakcii na to Otto vykonal podobné experimenty s inými látkami, ktoré emitujú častice alfa, a objavil inú látku - tórium C, potom rádioaktinium. V Montreale, blízko Rutherfordu, sa Hahn konečne presadil v rozhodnutí venovať sa výskumu rádioaktivity. A nejde ani tak o to, že sa tu zoznámil s fyzickými problémami a metódami, ako v komunikácii s Rutherfordom. Brilantný, demokratický a často hlučný Rutherford, ani najmenej ako dôstojní nemeckí profesori, sa stal Ottovým ideálom. A laboratórne prostredie, serióznosť v práci, voľná diskusia, nezávislosť úsudku a otvorené priznanie si chýb sa stali vzorom pre mladého vedca, o ktorého dosiahnutie neskôr túžil vo svojom inštitúte.
Po návrate do Berlína v roku 1906 vstúpil Hahn do chemického laboratória na univerzite v Berlíne pod dohľadom profesora Z. Fischera. Starý organický chemik Fischer považoval za najspoľahlivejší nástroj výskumníka „vlastný nos“, a nie počítadlo registrujúce záhadné lúče. Na druhej strane sa Hahn rýchlo spriatelil s kruhom mladých berlínskych fyzikov. Tu, 28. septembra 1907, sa on, vynaliezavý chemik, stretol s teoretickou fyzičkou Lise Meitnerovou. Od tej doby spolu pracujú tri desaťročia. Kombinácia Hahn-Meitner sa stala jednou z najúspešnejších a najplodnejších v atómovom výskume.
Otto Hahn a Lise Meitner
V roku 1912 prešiel Hahn do novozaloženého Chemického ústavu spoločnosti Kaisera Wilhelma (neskôr sa Hahn stal riaditeľom tohto ústavu). Ottov záznam za tie roky je pôsobivý. V roku 1907 bol objavený nový prvok - mezotorium. V roku 1909 boli vykonané dôležité experimenty na štúdium javov spätného rázu. V roku 1913 za účasti Meitnera objavil urán X2. Napriek vynikajúcej práci slúžila stará a stiesnená drevená budova dielne ako miestnosť pre laboratórium. A cesta k akademickej kariére pre Ghanu bola na dlhý čas uzavretá. Hoci bol v roku 1910 povýšený na profesora, až do roku 1919 rádiochémia nepatrila medzi predmety vyučované na nemeckých univerzitách.
V auguste 1914 bola Ghana zaradená do armády. V tom čase potreba boja nespôsobila nesúlad s jeho svedomím. Pravdepodobne to bolo ovplyvnené nárastom nacionalistických a lojalistických nálad, domáceho vzdelávania, ktoré povýšilo na absolútne dôsledné plnenie povinností voči cisárovi a národu, a možno aj romantickej myšlienky vojny. V prvých mesiacoch vojny sa v Ghane akoby prebudila neopatrnosť jeho študentských rokov, najmä preto, že sa jeho časť priamo nezúčastňovala na nepriateľských akciách. Začiatkom roku 1915 bol požiadaný, aby začal s vývojom jedovatých látok, a po krátkom váhaní súhlasil, verí v argumenty o ľudskosti novej zbrane, ktorá údajne priblíži koniec vojny. To isté urobila väčšina jeho kolegov. (Pravda, nie všetci: odmietol to napríklad nemecký chemik, laureát Nobelovej ceny za rok 1915 R. Willstatter.) Až neskôr Otto s bolesťou poznamenal: „V podstate to, čo sme vtedy robili, bolo strašné. Ale to bolo."
Ako vidíte, Otto a jeho kolegovia mu nič nevyčítali, pretože jeho tvorivý život považoval za reťaz brilantných úspechov a za neustály vzostup k pravde. Hahnovu kariéru podľa M. von Laue (nemecký fyzik, laureát Nobelovej ceny) možno „prirovnať ku krivke, ktorá od vysokého bodu - s objavením radiátora stúpa stále vyššie - k objavu mezotorium, dosahuje svoje maximum v momente objavenia jadrového štiepneho uránu “.
Podobné experimenty uskutočnila v Paríži Irene Curie.
Hahn, Meitner a mladý zamestnanec Strassmann študovali niekoľko rádioaktívnych izotopov, ktoré boli získané bombardovaním uránu alebo tória neutrónmi, a tak vylepšili experimentálnu metodiku, aby za niekoľko minút dokázali izolovať požadovaný rádioaktívny izotop. Organizované súťaže. Meitner držala v ruke stopky, zatiaľ čo Hahn a Strassmann zobrali ožiarený prípravok, rozpustili, vyzrážali, prefiltrovali, zrazeninu oddelili a preniesli na pult. Za necelé dve minúty urobili to, čo bežne trvá dve až tri hodiny. Všetko, čo bolo vytvorené v Hahnovom laboratóriu, považovali atómoví lobbisti sveta za nespochybniteľnú pravdu, použili Hahnovu terminológiu (mimochodom, požičanú z diel D. Mendelejeva). Výskum v troch najväčších laboratóriách na svete - v Berlíne, Ríme (Fermi) a Paríži - zrejme nenechal nikoho na pochybách, že keď bol urán ožiarený neutrónmi, produkty rozkladu obsahovali ek -rénium a eka -osmium. Bolo potrebné rozlúštiť cesty ich transformácií, určiť polčasy rozpadu. Tieto prvky boli považované za transuranické. Je pravda, že v roku 1938 Irene Curie objavila v produktoch rozkladu izotop podobný lantánu, ale nemala v to dostatočnú dôveru a bola na pokraji objavenia štiepenia uránu - takého rozpadu, ktorý sa zdal nemožný. Energia, ktorá viazala protóny a neutróny v jadre atómu, bola taká veľká, že sa zdalo nepredstaviteľné predstaviť si, že by ju dokázal prekonať iba jeden neutrón.
Aké boli tieto procesy v skutočnosti? Boli vyriešené o niečo neskôr, ale zatiaľ sa do popredia dostali politické otázky. Na neutróny a protóny sa muselo na chvíľu zabudnúť, vojenské pochody a vojnové prejavy neveštili nič dobré. Židovke Lise Meitnerovej, rakúskej občianke, nemecký úrad po anšlusu zamietol cestovný pas. Podľa nacistických zákonov tiež nemala právo opustiť Nemecko. Jediným východiskom pre ňu bol let. Hahn požiadal o pomoc Nielsa Bohra. Holandská vláda súhlasila s jej prijatím bez pasu. Lise zbalila najnutnejšie veci a „na prázdniny“odišla do Holandska.
Obava a úzkosť v súvislosti s Meitnerovým odchodom pohltili Ota takmer celé leto 1938. Prišla jeseň. Na jeseň, keď Hahn a Strassmann urobili najdôležitejší objav. Experimenty a teoretické rešerše sa obnovili. Neprítomnosť Meitnera bola akútne pociťovaná: chýbal rozumný poradca a prísny sudca, teoretik, ktorý by vykonával zložité výpočty.
Fritz Strassmann
Hahn sa uchýlil k metóde indikátora. Mnohokrát boli použité rôzne rádioaktívne značkovače, ale výsledok bol rovnaký. Rádioaktívna látka, ktorá sa objavila pri bombardovaní uránu pomalými neutrónmi, sa podobala na vlastnosti bária; nedalo sa ju od bária oddeliť žiadnou chemickou metódou. Otto Hahn a Fritz Strassmann teda skutočne objavili štiepenie jadier uránu. Strassmann mal vtedy 37 rokov a Hahn sa chystal osláviť šesťdesiatku.
Článok bol uverejnený na konci roku 1938. Hahn zároveň poslal výsledky experimentov Meitnerovej, čakajúc na jej vyhodnotenie. Nový rok priniesol novú teóriu. Podľa nej by sa jadro uránu pri ožarovaní pomalými neutrónmi malo rozdeliť na dve časti, na atómy bária a kryptónu. V tomto prípade sa medzi novovytvorenými jadrami objavia odpudivé sily, ktorých energia dosahuje dvesto miliónov elektrónvoltov. Je to kolosálna energia, ktorú nemožno získať inými procesmi. Fyzika si požičala termín „štiepenie“z biológie, takto sa rozmnožujú prvoky. Kolega a synovec Meitnera Frischa, ktorý súrne vykonáva experiment na štiepenie uránu, potvrdil teóriu a zaviazal sa napísať článok.
Výsledky, ktoré získali Hahn a Strassmann, boli tak ostro v rozpore s názormi najspoľahlivejších vedcov, že zamotali hlavu samotným vedcom. Hahnove listy Meitnerovi z času na čas obsahujú slová „úžasné“, „mimoriadne úžasné“, „ohromujúce“, „fantastické výsledky“. Aby Otto vyvodil správny záver, ktorý je v rozpore s dobovými predstavami, vyžadoval nielen prezieravosť, ale aj mimoriadnu odvahu. Ghane dodali dôveru v čistotu experimentu, t.j. v spoľahlivosti získaných výsledkov.
Niekoľkodňové udalosti, ktoré sa odohrali v najväčších vedeckých centrách Spojených štátov amerických, môžu dobre poslúžiť ako scenár vzrušujúceho dobrodružného filmu.
Nevedomý si toho, že objav Hahna, Strassmanna a Meitnera musí byť utajený, prichádza najbližší spolupracovník Bora Rosenfelda do Princetonu (USA) a ocitá sa na večierku fyzikov v univerzitnom klube. Bombardujú ho otázky: Čo je nové v Európe? Rosenfeld hovorí o experimentoch Hahna a Strassmanna a teoretických záveroch Meitnera a Frischa. Na stretnutí je prítomný zamestnanec spoločnosti Fermi; tej noci odišiel do New Yorku, vtrhol do Fermiho kancelárie a priniesol správy. Fermi v priebehu niekoľkých minút začal vyvíjať projekt pre nadchádzajúce experimenty. Najprv musíte reprodukovať proces štiepenia jadra uránu a potom zmerať uvoľnenú energiu. Fermi si uvedomuje, čo mu chýbalo pred piatimi rokmi, keď prvýkrát bombardoval urán pomalými neutrónmi.
Enrico Fermi
V podzemí Kolumbijskej univerzity dochádza k štiepeniu jadra uránu, pričom nevie, že Frisch už podobný experiment uskutočnil. Rýchlo (v zhone, aby ste odhalili objav niekoho iného) sa pripravuje správa pre časopis „Nature“.
Keď sa Bohr dozvie o úniku informácií, obáva sa, že niekto predbehne Meitnera a Frischa. Potom sa ocitnú v pozícii privlastnenia si objavu niekoho iného. Na zjazde vo Washingtone sa Bohr dozvie, že Fermiho experimenty štiepenia uránu sú v plnom prúde, a posiela telegramy do Kodane do Frischu, aby okamžite zverejnili výsledky experimentov. Nasledujúci deň sa objavilo čerstvé číslo časopisu s článkom Hahna a Strassmanna. V ten istý deň prišli utešujúce správy - Frisch poslal článok do tlače. Teraz je Bor pokojný a môže každému povedať o štiepení uránu. Ešte predtým, ako dokončil svoju reč, niekoľko ľudí opustilo sálu a takmer bežalo do Carnegie Institute, k silnému akcelerátoru. Okamžite bolo potrebné zmeniť ciele a preskúmať štiepenie jadra uránu.
Nasledujúci deň boli Bohr a Rosenfeld pozvaní do Carnegieho ústavu. Bohr prvýkrát videl proces delenia na obrazovke osciloskopu.
Joliot-Curie v Paríži súčasne pozorovali rozpad jadier uránu a tória a nazývali tento rozpad „výbuchom“. Frederickov článok sa objavil len dva týždne po článku Meitnera a Frischa. Za menej ako mesiac teda štyri laboratóriá (v Kodani, New Yorku, Washingtone a Paríži) štiepili jadro uránu a ukázali, že sa uvoľňuje obrovská energia. Málokto však vedel, že existuje aj piate laboratórium - na polytechnickom inštitúte v Leningrade, kde sa rozvíja aj teória štiepenia uránu.
Referencie:
1. Gernek F. Priekopníci atómovej doby. M.: Progress, 1974 S. 324-331.
2. Konstantinova S. Rozdelenie. // Vynálezca a inovátor. 1993. č. 10. S. 18-20.
3. Chrámy Yu fyzika. Životopisná príručka. M.: Veda. 1983 S. 74.
