Цепная реакция. Неизвестная история создания атомной бомбы - Олег Фейгин

Они медленно пошли к выходу из зала конгресса.

Когда супруги Жолио вернулись в гостиную, их задержал Бор. Вынув изо рта трубку и выпустив в сторону дым, он с сочувствием посмотрел на удрученных французов.

– Не стоит никогда сдаваться, друзья, – великий датский теоретик ободряюще похлопал Фредерика по плечу, – моя интуиция настойчиво подсказывает, что правы вы, а не ваши критики. Поскольку природа выпустила на сцену новых актеров – нейтроны и позитроны, то они обязательно должны играть свои роли, и мы будем встречаться с ними довольно часто. Именно поэтому я уверен в правдивости ваших экспериментальных данных. Вспомните, что те же нейтроны не могли найти целых два десятилетия. Новые опытные данные часто появляются именно в призрачном облачении, лишь впоследствии приобретая телесный вид. Я просто уверен, что ваш «призрак нового излучения» окажется крайне важным научным явлением…

Махнув дымящейся трубкой растроганным его участием французам, Бор двинулся дальше, а Фредерик с Ирен подошли к Гейзенбергу, рассказывающему о научной жизни в Германии после того как на выборах победили нацисты. В его Лейпциге пока сносно, хотя в печати Гейзенберга уже окрестили «белым евреем» за приверженность к теории относительности. В других научных центрах хуже. Эйнштейн покинул Берлин и отправился в изгнание в Америку, из Геттингена прогнали Куранта, Франка, Борна, в университетах – гонения на евреев и левых профессоров. Социал-демократы и коммунисты – в подполье, идут массовые аресты. Физики Штарк и Ленард поддерживают фашистов. Ленард написал учебник «Немецкая физика», устранив из него всех неарийских ученых и все иностранные термины, а заодно расправившись и со всеми «ненемецкими» физическими теориями. Этот выживший из ума старец объявляет изменой нации ссылки на работы иностранцев.

К чете Жолио, дружелюбно улыбаясь, подошел Паули:

– Ну-ка, друзья, признавайтесь, существуют приведения в науке или нет?

– Между прочим, – Фредерик с вызовом взглянул на знаменитого теоретика, – Бор полностью поддерживает наши выводы.

– Я тоже за вас в этом интереснейшем споре, – Паули посерьезнел, что было ему несвойственно, и даже как-то подобрался. – Мне кажется, вы нащупали что-то не просто очень интересное, но и способное изменить будущее физической науки. Так что не горюйте и воспринимайте любую критику как стимул к дальнейшей экспериментальной деятельности. Ваши нейтронно-позитронные пары тоже должны существовать, этого требует равновесие природы. Вспомните, как Бор строил свою модель атома, ища конфигурационные схемы электронов, объясняющие физические и химические свойства веществ. Тогда он воспользовался опытными данными команды Резерфорда, приняв за основу, что заряд ядра и число электронов в нем, равное количеству единиц заряда, определяется местом элемента в периодической системе химических элементов.

Однако тут он столкнулся, точно так же, как вы сегодня, с резкой критикой своих шагов в понимании физико-химических свойств элементов. Его атомным схемам вменяли две совершенно непонятные вещи – необычайную устойчивость атомарных структур, совершенно несовместимую с представлениями о движении электронов по замкнутым орбитам с центростремительным ускорением, и происхождение атомных спектров, состоящих из набора вполне определенных линий. В общем-то, всем было ясно, что подобная индивидуальная особенность спектров, по которой легко можно выявить химическую индивидуальность любого элемента, как-то должна быть связана с внутренней структурой атома. Причем подобные соображения надо было как-то совместить с универсальностью совершенно неотличимых друг от друга электронов, заряды и массы которых совершенно не зависели от природы содержащих их атомов.

Получалось, что наблюдаемая неизменная устойчивость атомарных структур в целом полностью противоречит принципам электродинамики, согласно которым электроны при ускоренном движении обязательно должны были бы непрерывно терять энергию, излучая ее, и тут же «падать» на ядро. Причем при вращении электронов по «планетарным» орбитам те же законы электродинамики никак не объясняли появление характерных линейчатых спектров…

На лице Паули показалась его обычная усмешка, но он тут же прогнал ее, постаравшись придать себе самый серьезный вид, чтобы Ирен и Фредерик не усомнились в его словах.

– Спасибо, Вольфганг, – растроганно произнес сразу же воспрянувший духом и даже немного повеселевший Жолио. – Если бы вы только знали, как нам важна сейчас ваша поддержка признанного критика всяческих новых теорий. И в следующих экспериментах мы постараемся показать, что ошиблись не мы, а наши противники. И ведь действительно, нынешняя ситуация чем-то напоминает ту давнюю историю, когда Бору удалось найти объяснение основного закона спектроскопии и вычислить постоянную Ридберга из таких фундаментальных величин, как заряд и масса электрона, скорость света и постоянная Планка. Правда, для этого ему пришлось ввести в физику атома представления, чуждые классической физике, и это прежде всего касалось мнений о стационарных состояниях атомов, находясь в которых электрон не излучает электромагнитную энергию, хотя и совершает периодическое движение по круговой орбите.

Сердечно распрощавшись с Паули, Ирен и Фредерик ринулись в отель собирать вещи для немедленного возвращения в Париж…

Уже через несколько дней чета Жолио после тщательной и многократной проверки научного инструментария приступила к контрольным опытам по проверке открытого ими явления искусственной радиоактивности. Во время перерыва между очередными сериями опытов в лабораторию вошла Мария Кюри в сопровождении Поля Ланжевена. В это время Фредерик, не отрывая влюбленного взгляда от Ирен, как раз горячо обсуждал физический смысл сделанного ими открытия:

– Сейчас все считают, что радиоактивный распад сопровождается тремя видами излучения: из атомных недр выбрасываются или альфа-частицы, то есть ядра атома гелия, или бета-частицы, то есть электроны, или электромагнитные гамма-лучи. И ничего сверх этого. А здесь у нас появляется позитронное излучение, сопровождающее радиоактивные превращения в ядерных распадах под влиянием внешних бомбардировок…

Мария Кюри с болезненной улыбкой (ее состояние становилось все хуже из-за прогрессирующей лейкемии, вызванной работой с радиоактивными препаратами) прервала рассуждения своего зятя:

– Вообще-то, нам с Полем было бы любопытно услышать, как вы представляете себе механизм искусственной радиоактивности…

Фредерик тут же подхватил лабораторную тетрадь, где каждую вторую страницу оставляли чистой для последующего анализа опытов, и стал быстро выписывать ряд химических символов и физических формул. Из его слов следовало, что последние эксперименты продемонстрировали радиоактивность не самого алюминия, а именно фосфора, в который превращался данный химический элемент, поглощая попавшую в него альфа-частицу и испуская при этом один нейтрон. И вот тут напрашивается вывод, что как раз фосфор-то и является радиоактивным элементом, выбрасывая из своего ядра позитрон и переходя в обычный стабильный кремний.

– В принципе понятно, – Ланжевен по привычке крутил ус, – именно поэтому вы и находили в своих прежних экспериментах нейтроны вместе с позитронами, связывая их в своеобразные пары…

– Вот именно, – вступила в разговор Ирен, – а сейчас мы разделяем природу этих двух излучений, ведь когда мы прекращаем бомбардировку альфа-частицами, в тот же момент останавливается и образование фосфора с генерацией нейтронов, однако «новорожденный» фосфор продолжает цепь радиоактивных превращений, испуская позитроны.

– Да, ваше объяснение хотя и очень смело, но вполне логично, – Ланжевен вопросительно посмотрел на Марию Кюри.

– Что ж, если вы правы, – старшая Кюри тяжело опустилась на высокий лабораторный табурет, – то в ваших конечных продуктах должны быть и распадающийся фосфор, и стабильный кремний. Так что, если вы из чистого образца алюминия химически выделите после облучения фосфор и кремний, то тем самым как первооткрыватели подтвердите реальность явления искусственной радиоактивности. – Мария Кюри тяжело вздохнула и, опираясь на локоть дочери, шаркающей походкой вышла из комнаты.

Проводив горестным взглядом ее сгорбленную фигуру, Ланжевен встряхнул головой, как бы отгоняя тягостные мысли о смертельной болезни своей подруги, и несколько раз взволнованно прошелся вокруг лабораторного стенда. В отличие от Марии Кюри, требовавшей дополнительных опытов и уточнений, он сразу поверил и в реальность явления, и в правильность его толкования.

– Понять истинные масштабы открытия искусственной радиоактивности, – оживленно жестикулировал Ланжевен, поминутно подкручивая усы и дергая себя за бородку, – можно только с позиции средневековых алхимиков, искавших философский камень, обращающий все металлы в золото. Мечта о преобразованиях элементов была одной из самых пленительных дум человека. Но лишь трансформация радиоактивных элементов показала принципиальную возможность превращения химических веществ друг в друга, а бомбардировки атомных ядер, начатые еще Резерфордом, выявили трансформации атомов. Вы просто обязаны, – старый физик, прекрасно известный своим трепетным отношением к науке, буквально задыхался от волнения, – как можно скорее выделить искусственно созданные вами фосфор и кремний и поднести их нашей Мари в пробирке как самую наивысшую драгоценность, доступную сегодня людям… И тогда вот этот источник радиоактивного полония, названного так в честь родины вашей матери, – Ланжевен с пафосом обвел жестом лабораторный стенд, – можно будет считать магическим ключом к сокровенным тайнам материи…