Цепная реакция. Неизвестная история создания атомной бомбы - Олег Фейгин

Автор учебников по теоретической физике и основатель мюнхенской школы теоретической физики, видными представителями которой были В. Гейзенберг, В. Паули, П. Дебай, X. Бете, Г. Вентцель и др.

Видный французский физик, с 1923 г. – член Парижской академии наук. В 1894 г. окончил Высшую нормальную школу в Париже и с 1898 г. начал работать в Парижском университете. В 1940 г., после оккупации Франции, эмигрировал в США, где сотрудничал с рядом университетов.

Основную известность Перрену принесли исследования природы катодных и рентгеновских лучей, выполненные в 1895–1898 гг. и доказавшие, что катодное излучение представляет собой поток заряженных частиц. С начала прошлого века занимался изучением разнообразных электрокинетических явлений и разработал конструкцию прибора для исследования электроосмоса. В 1908 г. провел цикл исследований по изучению броуновского движения, экспериментально подтвердив теорию Эйнштейна – Смолуховского. При этом Перрену удалось уточнить значение числа Авогадро, полученное с помощью других методов, и окончательно доказать справедливость молекулярно-кинетического учения о строении вещества. Совместно с сыном Ф. Перреном установил бимолекулярную структуру тонких мыльных пленок и исследовал явления флуоресценции.

Лауреат Нобелевской премии 1926 г. «за исследование явлений при седиментации».

Выдающийся английский физик-экспериментатор, родился 30 августа 1871 г. в семье новозеландского фермера вблизи Спринг-Гроув, Новая Зеландия. Окончив среднюю школу в Хавелоке, получил стипендию для продолжения образования в колледже провинции Нельсон, куда поступил в 1887 г., а через два года сдал экзамены в Кентерберийский колледж в Крайчестере, являвшийся филиалом Новозеландского университета. Окончив колледж с отличием и получив степень магистра по физике и математике в 1893 г., Резерфорд занялся изучением магнитного действия электромагнитных волн и разрядов. В 1894 г. опубликовал свою первую научную статью «Намагничивание железа высокочастотными разрядами» в «Известиях философского института Новой Зеландии».

В 1895 г. Резерфорд получил стипендию для стажировки в Кембриджском университете и в Кавендишской лаборатории под руководством Д. Д. Томпсона продолжил свою работу над магнитным детектором электромагнитного излучения. В 1896 г. вышла совместная работа Томсона и Резерфорда «О прохождении электричества через газы, подвергнутые действию лучей Рентгена», а через год – статьи Резерфорда «Магнитный детектор электрических волн и некоторые его применения» и «Об электризации газов, подверженных действию рентгеновских лучей, и о поглощении рентгеновского излучения газами и парами».

С 1898 г. он начинает исследование «урановых лучей», в результате чего появляется обширная работа «Излучение урана и созданная им электропроводность». В это же время Резерфорд переезжает в Канаду, где вступает в должность профессора кафедры теоретической физики Монреальского университета. В Монреале Резерфорд пробыл с 1898 по 1907 г. Здесь им была открыта радиационная эманация тория, раскрыта природа индуцированной радиоактивности, открыты совместно с Ф. Содди законы радиоактивного распада и начаты исследование прохождения через вещество альфа-частиц. Все эти достижения были им описаны в книге «Радиоактивность».

Огромный размах научной работы Резерфорда в Монреале (им было опубликовано как лично, так и совместно с другими учеными 66 статей, не считая книги «Радиоактивность») принес ему славу первоклассного исследователя. Он получает приглашение занять кафедру в Манчестере.

Весной 1907 г. Резерфорд возвращается в Европу, начиная исследования на кафедре физики Манчестерского университета. В Манчестере с Резерфордом работали Э. Марсден, К. Фаянс, Г. Мозли, Д. Хевеши и другие физики и химики. В 1912 г. туда приехал Нильс Бор, который позже вспоминал об этом периоде: «В это время вокруг Резерфорда группировалось большое число молодых физиков из разных стран мира, привлеченных его чрезвычайной одаренностью как физика и редкими способностями как организатора научного коллектива».

В этой атмосфере совместного научного творчества родились крупные достижения Резерфорда, из которых в первую очередь следует отметить разгадку природы альфа-частиц и открытие ядерного строения атома. Здесь им были заложены экспериментальные основы атомной и ядерной физики. Сюда же следует присоединить и знаменитые статьи Бора по квантовой теории планетарного атома. В Манчестере было положено начало квантовой и ядерной физике. В 1908 г. Резерфорду была присуждена Нобелевская премия по химии «за исследования по превращению элементов и химии радиоактивных веществ».

Плодотворная работа резерфордовской группы в Манчестере была прервана Первой мировой войной, которая разбросала дружный коллектив по разным, враждующим друг с другом странам. Сам Резерфорд был привлечен к военным исследованиям, Мозли, только что прославивший свое имя крупным открытием в спектроскопии рентгеновских лучей, был убит, а Чедвик томился в немецком плену. Лишь по окончании войны Резерфорд смог возобновить свои исследования, но уже в другом месте.

Начиная с 1919 г. и всю оставшуюся жизнь Резерфорд провел на посту директора Кавендишской лаборатории в Кембридже. Здесь ему удалось впервые осуществить искусственную ядерную реакцию, в результате бомбардировки атомов азота быстрыми альфа-частицами получив кислород.

В 1933 г. Резерфорд опытным путем доказал справедливость взаимосвязи массы и энергии в ядерных реакциях, а через год провел ядерную реакцию синтеза дейтерия с образованием трития. Все это вместе с сенсационным открытием искусственного превращения элементов необычайно стимулировало развитие атомной физики. В начале 30-х гг. Резерфорд предсказал существование нейтральной ядерной частицы, близкой по массе ядру водорода, и в 1932 г. его учениками и сотрудниками Чедвиком (1891–1974) и Ф. Астоном (1877–1945) был открыт протон, а также осуществлена под его руководством реакция расщепления лития протонами, разогнанными с помощью высоковольтного ускорителя.

Кембридж вновь собирал исследователей из разных стран мира и готовил квалифицированные кадры ученых-физиков для многих государств. Сюда приехал молодой советский физик П. Л. Капица, ставший активным сотрудником и другом Резерфорда. Впоследствии он создал у себя на родине первоклассный научный институт – Институт физических проблем Академии наук СССР, ныне носящий имя С. И. Вавилова. По инициативе П. Л. Капицы в 1971 г. в Советском Союзе отмечалось 100-летие со дня рождения великого ученого. Было издано собрание трудов Резерфорда, выпущена юбилейная медаль. На XIII Международном конгрессе по истории науки, состоявшемся в августе 1971 г. в Москве, памяти Резерфорда было посвящено специальное заседание, на котором выступили с воспоминаниями его ученики, приехавшие из Англии, Канады и США. Заседание проходило под председательством П. Л. Капицы, вручавшего всем докладчикам памятную медаль Резерфорда и том его трудов на русском языке.

Английский физик и химик Фредерик Содди родился в Истборне в семье лондонского купца Бенджамина Содди. У Содди рано проявился интерес к науке, и, окончив Истборн-колледж, он решил поступать в Оксфордский университет, чтобы изучать химию. После годичной подготовки в Университетском колледже Уэльса в Аберистуите Содди в 1895 г. был принят в Мертон-колледж Оксфордского университета и получил научную стипендию. После окончания Оксфорда совместно с Э. Резерфордом в Монреальском университете он разрабатывал теорию радиоактивных превращений. В 1903 году Содди перешел в Лондонский университет, где в сотрудничестве с У. Рамсеем доказал спектроскопическим путем, что в радиевых лучах содержатся атомы гелия. В 1904 г. Содди занимает профессорскую должность в университете в Глазго, где ему удалось открыть закон радиоактивного смещения и ввести в радиационную физику понятие изотопов. С 1919 по 1936 г. Содди – профессор кафедры общей и экспериментальной физики Оксфордского университета. В это время им были написаны обширные труды по радиоактивности и радиохимии, среди которых выделяются такие как: «Материя и энергия», «Радий и его разгадка», «Радий и строение атома», «Химия радиоэлементов».

Содди был одним из пионеров исследования радиоактивных превращений и атомной энергии. Так, в книге «Радий и его разгадка» он ставит проблему энергии для нерадиоактивных элементов и предлагает следующее ее решение: «этим внутренним запасом энергии, с которым мы впервые познакомились в связи с радием, в большей или меньшей степени обладают все элементы вообще и он является неотъемлемой особенностью их внутреннего строения, причем при трансмутации (превращении) элементов происходит выделение энергии».