Читаем От даборатории до «Атоммаша» онлайн бесплатно

В Институте химии на Тиль-аллее в Берлин-Далеме, западном районе города, по вечерам бывало тихо и темно. Странной архитектуры было это трехэтажное здание: по фасаду античный портик с четырьмя колоннами и большие окна, расчерченные переплетами на стеклянные обывательские клеточки, над ними крутая крыша с мезонинными окошками, на углу мощно выступающая вперед башня, увенчанная металлическим шлемом с кайзеровским шишаком-шпилем — смешение чего-то радостного, римско-греческого, с мещанским скупердяйством и казарменной угрюмостью. Впрочем, прохожих внешний вид здания не удивлял: в Берлине разностильных домов хватало. Тех, кто в этот пронзительно сырой декабрьский вечер 1938 года пробирался, подняв воротник и пряча лицо от ледяных брызг, по Тиль-аллее, удивляло другое — в знаменитом институте светилось несколько окон. Это уже было нарушением порядка, в такое время надо отдыхать в кругу семьи или, мирно потягивая пиво из поздней кружки в соседней пивной, просматривать вечернюю газету с очередной речью фюрера: «Мы, немцы, покажем всему миру!» Как видно, здесь произошло что-то из ряда вон выходящее, думали редкие прохожие, и не ошибались.

Нарушил строгий служебный распорядок института сам его директор, известный радиохимик Отто Ган. Он сидел в своем кабинете, рассеянно глядя на недописанное письмо, и пускал клубы дыма. Надо было успокоиться. Случилось необычайное. Пятидесятивосьмилетний профессор не понимал собственных экспериментов. Их результаты казались немыслимыми.

Ученый откинулся на спинку кресла, жадно затянулся. Почему вообще возникла нужда в этих экспериментах? Все началось четыре года назад, вспоминал Ган, с замечательных опытов Энрико Ферми. Они были до гениальности смелы и до восхищения просты. Ферми брал разные химические элементы, обстреливал их нейтронами и получал другие элементы. Поглощая нейтрон, ядра становились на атомную единицу тяжелее, и это порождало их неустойчивость. От неустойчивости они освобождались, излучая электрон, и тем самым передвигались на одну клетку в таблице Менделеева. Так бета-активный (то есть излучающий один электрон) литий становился бериллием, бериллий — бором, бор — углеродом. Превращение совершалось в точном соответствии с законами физики, легко объяснялось теоретически, неизменно наблюдалось в каждом эксперименте. То, о чем мечтали средневековые алхимики, стало обычной лабораторной задачей, которая под силу любому студенту. И все было понятно в этих опытах, как ни поражали они воображение.

Только раз великолепного итальянского физика постигла неудача. Он облучал нейтронами уран — последний, самый тяжелый элемент Менделеевской таблицы. И уран показал бета-активность, даже двойную бета-активность — один за другим из облученного ядра исторгались два электрона. Это значило, что в эксперименте родились два новых элемента, заурановые, еще неизвестные в природе, — один сравнительно короткоживущий, другой более устойчивый. Оставалось только химически выделить из исходного материала и с гордостью продемонстрировать миру: вот они, искусственные элементы, созданные не природой, а человеком! Но выделить трансураны не удалось. Трансураны оказались призраками. Даже Ферми растерялся и отрекся от своего открытия: публично признал, что не нашел их.

И вот тогда-то он, Отто Ган, и его многолетняя сотрудница Лиза Мейтнер подхватили эстафету, брошенную итальянцем. Кому же еще распутывать подобные загадки, как не химику Гану и физику Мейтнер? Разве Эйнштейн не ставил Лизу выше великой Марии Кюри, к которой, это всем известно, питал глубокое уважение и дружеские чувства! То, что не удалось в Риме, должно удасться в Берлине, решили они с Лизой. И за несколько лет трудной, кропотливой работы им и вправду удалось осуществить целых три ряда превращений облученного урана, получить как один из вторичных продуктов и девять неизвестных до того трансурановых элементов. Определены химические свойства каждого, только названий не дано, названия оставлены на будущее.

Никто в мире не усомнился в берлинском успехе: точность немцев всем известна. А в Париже усомнились. Ирен, дочь Марии Кюри, три года да назад вместе с мужем Фредериком Жолио удостоенная Нобелевской премии за открытие искусственной радиоактивности, пожелала проверить сообщение из Берлина. В Институте радия, основанном ее матерью, Ирен с югославом Павле Савичем повторила берлинские опыты и вместо естественно возникающих сверхтяжелых элементов нашла в продуктах реакции элемент среднего веса — тривиальный лантан. Мадам Ирен даже испугалась своей находки, осторожно назвала ее не лантаном, а лантаноподобным элементом, будто от этого что-то менялось.

Как они в Берлине смеялись над промахом парижан! Найденный Ирен Кюри элемент прозвали «кюрьезием», а само парижское исследование «кюриозным». Ган дружески посоветовал Фредерику Жолио впредь удерживать жену от несерьезных публикаций, а сам с ассистентом Фрицем Штрассманом повторил свои прежние эксперименты, чтобы окончательно рассеять сомнения в существовании трансуранов. И вот эксперименты заканчиваются. Но они опровергают не легковесных парижан, а солидных немцев! Все, что делал Ган до сих пор, им же поставлено под вопрос, Пошатнулись незыблемые физические законы! В продуктах облученного на обнаружен не только лантан, но и барий — обнаружен твердо, точно это тоже элемент среднего веса, а не сверхтяжелый трансуран! Но продукты облучения по-прежнему бета-активны — излучают электроны, а не какие-то иные частицы, это показывает каждое измерение! Он, профессор Отто Ган, сам стоит у лабораторного стола, сам записывает показания счетчиков: бета-электроны, сомнений быть не может! Откуда же, черт возьми, берутся элементы среднего веса вместо трансуранов?

Ган вздохнул. Ах, как надо бы посоветоваться с Лизой, с милой подружкой Лизхен! Только она может внести ясность, спасти рушащиеся в пропасть законы радиоактивных превращений. Ровно тридцать лет трудились они бок о бок, сперва лаборанты, потом профессора Берлинского университета, сейчас признанные в научных кругах авторитеты радиохимии. Нет рядом Лизы. Этой весной Австрию присоединили к Германии, и австрийская еврейка Лиза Мейтнер, долгие годы проработавшая в Берлине и покрывшая себя славой, стала подданной рейха — нежеланной подданной, парией, существом низшего сорта. Осведомленные друзья осторожно намекнули Лизе, что вскоре ей предстоит сменить лабораторию на барак концентрационного лагеря, — и вторая в мире после Марии Кюри исследовательница радиоактивности бежала в Швецию. Теперь вместо задушевных бесед и пылких споров — иначе спорить Лиза не умеет — он должен тайно писать ей. А как передашь в письме смятение чувств, растерянность мыслей?

Ган, не выпуская изо рта сигары, снова взялся за перо. Письмо к Лизе из делового сообщения все больше превращалось в излияние души:

«Вечер. Понедельник, 19 декабря, лаборатория… Весь день я и неутомимый Штрассман при поддержке фройляйн Либер и Боне работали с продуктами урана… Что-то все же есть в этих «изотопах радия»… Они отделяются от всех элементов, кроме бария, и так во всех реакциях. Только с барием — если это не наваждение — фракционирование отказывает. Наши изотопы радия имеют свойства бария. Хотя и не исключено случайное стечение обстоятельств, мы все более приходим к ужасному заключению: наши изотопы ведут себя не как радий, а как барий… Пока сообщаем это только тебе. Может, найдешь какое-нибудь фантастическое объяснено нужна полная ясность… Займись-ка, не придумаешь ли что-нибудь… Скажем, не может ли быть изотопов бария с гораздо большим атомным весом, чем 137? Не верится, что мы так долго заблуждались или что какое-то загрязнение сыграло с нами злую шутку. Сейчас я опять должен идти к счетчикам. Через несколько дней напишу еще… Отвечай поскорее. Сердечный привет твоему Отто».

В кабинет быстро вошел Штрассман. На его открытом лице не было и следа тревоги, терзавшей профессора. Ган хмуро кивнул на письмо.

— Не знаю, как примет Лиза наше сообщение. Не сочтет ли, что мы замахнулись на результаты ее трехлетней работы? Боюсь, возьмет под сомнение наши эксперименты.

Фриц Штрассман, тридцатишестилетний химик, глубоко уважал свою бежавшую из Германии руководительницу. В трудные для начинающего ученого годы Мейтнер помогала ему и советами, и критикой, и — это было столь важно при его скудном жалованьи — возможностью дополнительного заработка. Но в точности своих измерений Штрассман был уверен и отстать не собирался. Разве господин профессор не рассказывал, как лет десять назад, когда он хотел вмешаться в спор Лизы с одним из физиков, она ласково, но твердо прервала его: «Ганчик, что ты понимаешь в физике? Иди к себе наверх!»?

— Если она усомнится в нашей точности, я скажу ей: «Что вы понимаете в химии, госпожа профессор?» — весело объявил Штрассман. — наверняка она засмеется. Можно мне сделать приписку к вашему посланию?

И он приписал в письме Гана: «И от меня сердечный привет и наилучшие пожелания. Ваш Фриц Штрассман».

Ган не ошибся в своих предположениях. Получив его письмо, Лиза Мейтнер, как и он, растерялась. «Ваши результаты с барием ошеломляют, — ответила она сразу же, 21 декабря. — Процесс, идущий на медленных нейтронах и приводящий к барию!.. Признать такой необычный распад мне пока очень трудно, но мы пережили в ядерной физике столько неожиданностей, что уже ни о чем нельзя сказать прямо: это невозможно. Впрочем, исключены ли более тяжелые трансураны?»

На немедленно отосланный Лизой вопрос последовал столь же быстрый ответ: видимо, исключены! Дело в том, что, кроме бария, в продуктах реакции обнаружен и лантан, о котором писали Ирен Кюри с Павле Савичем. Не загадочное «лантаноподобное вещество», а самый настоящий лантан, сосед бария в средней части таблицы Менделеева. Штрассман, увлеченный новыми результатами, даже неосторожно заявил, что все прежние трансурановые находки были, возможно, не более чем натяжкой.

Мейтнер обиделась. Старые друзья порочат их прежнюю совместную работу. Ее упрямая соперница Ирен Кюри берет реванш. Сколько раз они с Ганом доказывали, что в Париже эксперименты неточны, что немцы всегда тщательней работают за лабораторным столом. А теперь берлинцы сами развенчивают свое экспериментальное искусство! Лиза с горечью написала Гану: «Вопрос о реальности трансуранов имеет для меня сугубо личный характер. То, что вся работа трех последних лет ошибочна, должна установить не только одна сторона. Ведь и я ответственна за эту работу Если трансуранам суждено исчезнуть, вы окажетесь в лучшем, чем я, положении, так как сами пришли к этому, мне же останется лишь опровергнуть свою трехлетнюю работу… Впрочем, я еще отнюдь не убеждена, что трансураны были натяжкой, как думает Штрассман».

22 декабря 1938 года два берлинских радиохимика отправили сообщение о неожиданных результатах своих экспериментов в журнал «Натурвиссеншафтен». С научной честностью они закончили статью отнюдь не тривиальным резюме: «На основании этих кратко описанных опытов мы как химики должны бы изменить ранее приведенную схему, а именно: вместо радия, актиния, тория подставить символы «бериллий», «лантан», «церий». Но как «химики-ядерщики», в определенном смысле близкие физике, мы еще не можем решиться на этот шаг, противоречащий всем при ним представлениям ядерной физики. Возможно, наши результаты обусловлены какими-то случайными совпадениями. Мы намерены продолжить опыты с новыми продуктами превращений».

Так впервые прозвучал сигнал — пока еще нерасшифрованный, о том, что человечество вступает в новую эру, ныне повсеместно называем атомной.

Попытку разгадать загадку экспериментов, как и надеялся Ган, сделала изгнанница Лиза Мейтнер. Ревность к одержавшей победу Ирен Кюри и обида на старых друзей недолго ее томили. Мейтнер была истинным исследователем — таких нераскрытые тайны увлекают. К ней, в Кунгельв близ Гетеборга, на рождество приехал племянник Отто — Роберт Фриш — ему в письме Ган передавал привет, — тридцатичетырехлетний физик, тоже эмигрант из фашистской Германии, нашедший пристанище и работу Нильса Бора в Копенгагене. И Лиза предложила Отто вместе поломать голову над задачей: «Если Ган с его громадным опытом говорит что-нибудь, то в этом что-то есть!»

Неутомимо ставивший со Штрассманом все новые и новые опыты Ган сам подбросил Лизе идею, где искать решение. В очередном письме 28 декабря, он пишет: «Я хочу поскорее сообщить тебе кое-что о моих бариевых загадках: может быть, Отто-Роберт сейчас у тебя в Кунгельве и вы сможете обсудить это… Вот моя новая догадка: если бы уран-239 мог расщепиться на барий и мазурий, 138+101 дали бы 239! О точном равенстве массовых чисел не может быть и речи… С порядковыми номером дело, конечно, не проходит, поэтому несколько нейтронов должны превратиться в протоны… Возможно ли это энергетически? Я этого не знаю. Знаю только, что наш радий обладает свойствами бария, а наш актиний не имеет свойств элемента 89. Все остальное еще не проверено. Возможно, тебе удастся что-либо рассчитать и опубликовать. Если тут что-то есть, трансуранам придется… умереть. Боюсь, не причинит ли мне это мне горя…»

В этом поистине замечательном письме поражает и глубокое слияние ученого с наукой — удачи и странности эксперимента становятся его личной радостью, личным горем, и гениальные догадки, и мужественная готовность — напрасная, как потом выяснилось, — полностью отказаться от трансуранов, поиски которых принесли такую известность берлинскому Институту химии.

Лиза Мейтнер и Отто Фриш сформулировали свою задачу просто: новые эксперименты Гана и Штрассмана абсолютно точны; как их объяснить в согласии с законами физики? Ответ на этот вопрос был тоже ошеломляюще прост: ядро урана, захватившее нейтрон, раскалывается на две части, делится, как биологическая клетка, превысившая свои естественные размеры, на два осколка, два элемента среднего веса. Мейтнер и Фриш так и озаглавили свою заметку, срочно (для приоритета) посланную в начале января 1939 года в английский журнал «Нейчур», — «Деление урана нейтронами: новый тип ядерной реакции».