Количество энергии, выделяющееся при расщеплении одного ядра, может показаться незначительным в абсолютных величинах, но при распаде урана также испускаются нейтроны. Эти нейтроны, в свою очередь, могут вызвать новые расщепления. Энергия от таких цепных реакций расщепления называется ядерной энергией. Процесс цепной реакции открыли Лео Силард и Энрико Ферми. Предполагалось, что расщепление высвобождает силы, заключенные внутри атомов. Понимание механизмов их взаимодействия является фундаментальным условием контроля и возможности использования этих сил.
Расщепление ядра исторически связано с датой 6 августа 1945 года, когда бомбардировщик Enola Gay поднялся с Марианских островов, чтобы через шесть часов сбросить ядерную бомбу на город Хиросима. Разрушительная мощь «Малыша» (от англ. Little Boy), как назвали эту бомбу, превосходила мощь любого другого оружия, когда-либо изобретенного человеком. Мейтнер неизменно отказывалась от участия в разработке бомбы, хотя ее приглашали присоединиться к Манхэттенскому проекту. Несколько лет спустя Мейтнер, занимавшаяся исследованиями, направленными на мирное использование ядерной энергии, согласилась сотрудничать в этой сфере с Международным агентством по атомной энергии ООН. В 1950-х годах начали возникать многочисленные проекты, связанные с коммерческим использованием ядерной энергии, — в это время появились первые атомные станции, вырабатывающие электричество.
Лиза Мейтнер стала первой женщиной, получившей докторскую степень Венского университета, — небывалое событие для университета с 500-летней историей. Она пользовалась уважением и дружбой таких великих ученых, как Макс Планк, Альберт Эйнштейн и Людвиг Больцман. Эйнштейн называл Мейтнер «нашей Марией Кюри». Большая любительница дебатов, она вела жаркие дискуссии по квантовой физике с основными представителями этого направления — Нильсом Бором и Вернером Гейзенбергом — на научных встречах, в том числе на Сольвеевских конгрессах. Атмосфера взаимного доверия развеялась с приходом нацистов. Мейтнер упрекала физиков немецкого происхождения Гана и Гейзенберга за то, что в национал-социалистический период они предпочли закрыть глаза и не замечать, что творит правительство. Несмотря на то что после Второй мировой войны перед исследовательницей несколько раз открывалась возможность вернуться в Германию, она отвергала такой вариант, потому что не могла представить себе сотрудничество с учеными, которые способствовали нацизму или как минимум мирились с ним. Она объясняла, что вернуться ей не позволяли «моральные принципы». Когда до Мейтнер дошли сведения о Бухенвальде и Берген-Бельзене, она написала Гану, что «нужно заставить таких людей, как Гейзенберг, посмотреть на эти лагеря и замученных людей, и на миллионы таких, как он». Лиза считала, что немцы не имеют права прикрываться своим незнанием, она утверждала: «Вы просто не хотели видеть — это было слишком неприятно».
Мейтнер стала для многих не только научным, но и моральным авторитетом. Ее стремление к знаниям, казалось, могло преодолеть все барьеры, а сама она в своем выступлении на конференции ЮНЕСКО в 1953 году утверждала:
«Наука побуждает людей бескорыстно искать истину и стремиться к объективности, учит с удивлением и восхищением принимать правду, не говоря о глубоком изумлении и радости, которые дает настоящему ученому знание естественного порядка вещей».
1878 В Вене (столице Австро-Венгерской империи) 7 ноября родилась Лиза Мейтнер, третья из восьми детей Филиппа Мейтнера и Хедвиг Сковран.
1901 Начинает изучать физику в Венском университете.
1902 Посещает занятия Людвига Больцмана.
1906 Становится первой женщиной, получившей докторскую степень в Венском университете, и начинает исследования радиоактивности.
1907 Переезжает в Берлин, чтобы слушать лекции Макса Планка. Здесь знакомится с Отто Ганом.
1908 Мейтнер открывает явление радиоактивной отдачи: ядро после испускания частицы испытывает нечто похожее на отдачу при выстреле.
1912 Становится ассистентом Планка. Приступает к работе в только что открытом Институте химии имени кайзера Вильгельма.
1915 Решает в качестве добровольца вступить в австрийскую армию как техник-рентгенолог. Ган начинает заниматься разработками ядовитых газов.
1918 Мейтнер и Ган публикуют статью об открытии 91-го элемента периодической таблицы, который после некоторых размышлений получает название протактиний (Ра).
1921 Отправляется в Копенгаген, где у нее завязывается крепкая дружба с Нильсом Бором. Через два года становится профессором Берлинского университета, где работает в течение десяти лет.
1933 К власти приходит Гитлер. Издается указ, согласно которому Мейтнер запрещено преподавать.
1934 Внимательно следит за исследованиями Энрико Ферми по трансурановым элементам. Вместе с Ганом и впоследствии со Штрассманом начинает исследования трансурановых элементов.
1938 Происходит аншлюс Австрии. В июне покидает Германию. Год спустя вместе с Отто Фришем публикует результат интерпретации опыта Гана — Штрассмана.
1947 Оставляет Институт Манне Сигбана и переходит в отдел физики Королевского технологического института Стокгольма.
1949 Мейтнер и Ган получают медаль Планка.
1959 Открывается Институт ядерных исследований Гана — Мейтнер в Берлине.
1966 Вместе с Ганом и Штрассманом получает премию Энрико Ферми за открытие расщепления атома.
1968 Умирает в Кембридже (Великобритания) 27 октября.
ГЛАВА 1
Одна зимняя прогулка
Самым главным вкладом Лизы Мейтнер в науку уже на закате карьеры стало открытие расщепления атома. Впервые ей удалось представить себе механизм этого процесса во время зимней прогулки со своим племянником, тоже ученым, Отто Робертом Фришем. Однако это открытие было не случайностью, а результатом многолетней работы Мейтнер с Отто Ганом и Фрицем Штрассманом.
В конце 1938 года Лиза Мейтнер получила письмо от своего коллеги, немецкого химика Отто Гана (1879-1968). Мейтнер было уже 60 лет, она жила в Стокгольме и работала в Нобелевском институте физики, научном учреждении, директором которого был физик Карл Манне Георг Сигбан. После бегства Мейтнер из нацистской Германии институт дал ей работу, но друзей он ей предоставить не мог, и исследовательница в Швеции страдала от одиночества и отсутствия хорошей лаборатории. До этого она работала в одном из главных научных учреждений Германии, где у Мейтнер сложилась блестящая карьера, а теперь, на чужбине, она была вынуждена прервать экспериментаторскую деятельность. Письмо Гана, с которым Лиза сотрудничала в течение долгих десятилетий, удивляло: коллега сообщал о результатах эксперимента, на который его вдохновила именно Мейтнер.
В ходе исследований атомного ядра вместе с немецким химиком Фрицем Штрассманом (1902-1980) Ган проводил бомбардировку урана нейтронами по методике итальянского физика Энрико Ферми (1901-1954). При этом ядро забирало один нейтрон, и начинался радиоактивный процесс, приводивший к бета-распаду. Однако среди продуктов реакции неожиданно был обнаружен барий. Для Гана присутствие бария было загадкой, и он решил поделиться этим со своей недавней коллегой.
Барий — гораздо более легкий элемент по сравнению с ураном. Для экспериментов использовались образцы чистого урана,
