Исчезающая ложка, или Удивительные истории из жизни периодической таблицы Менделеева
Шрифт:
Мейтнер и ее коллега Отто Ган, который был немного моложе Лизы, начали вместе работать в Германии незадолго до открытия девяносто первого элемента. Его обнаружил польский химик Казимир Фаянс. В 1913 году он зафиксировал лишь короткоживущие атомы этого элемента и назвал его бревием [113] . В 1917 году Мейтнер и Ган установили, что большинство атомов девяносто первого элемента на самом деле существуют сотни тысяч лет, поэтому слово «бревий» было как минимум неудачным. Они заново назвали этот элемент, окрестив его «протактиний» – «родитель актиния», так как в результате радиоактивного распада этого элемента образовывался актиний.
113
От лат. brevis – краткий. – Прим. пер.
Неудивительно, что Фаянс опротестовал «отмену» своего открытия. Он обладал изысканными манерами,
114
Стефан Фаянс, сын Казимира Фаянса, в настоящее время занимающий пост почетного профессора по терапии внутренних болезней на медицинском факультете Мичиганского университета, любезно предоставил мне справку по этому вопросу, прислав следующее электронное письмо:
«В 1924 году мне было всего шесть лет, но либо уже тогда, либо, определенно, в последующие годы я действительно слышал от отца рассказы о некоторых деталях этой истории с Нобелевской премией. Сведения о том, что стокгольмская газета опубликовала статью с заголовком “К. Фаянс в шаге от Нобелевской премии” (не знаю, какая именно премия имелась в виду, по химии или по физике), – не вымысел, а чистая правда. Я сам видел экземпляр этой газеты. Также помню, что в этой газете был снимок моего отца, идущего на фоне стокгольмского здания (возможно, сделанный ранее) в официальном костюме, но тогда все так ходили… я слышал, что какой-то влиятельный член Нобелевского комитета блокировал инициативу по присуждению премии моему отцу. Достоверность этих утверждений проверить сложно, разве что кто-нибудь мог бы проверить протокол этого совещания. Считаю, что это секретная информация. Я знаю, что мой отец рассчитывал получить Нобелевскую премию, так как в личных разговорах ему об этом дали знать некоторые близкие сведущие люди. Он ожидал, что получит ее в следующие годы, но, как вы знаете, этого не произошло».
Возможно, мы так никогда и не узнаем всей правды, поскольку, по правилам Академии, «такая информация является бессрочно секретной».
Как бы то ни было, название «бревий» быстро забылось, а слово «протактиний» прижилось [115] . В наше время часто говорят, что Ган и Мейтнер разделили честь открытия элемента № 91. Тем не менее следует рассказать еще одну, гораздо более интересную историю, связанную с переименованием этого элемента. В научной статье, сообщавшей об открытии долгоживущих изотопов протактиния, были замечены первые признаки необычной привязанности Мейтнер к Гану. Речь не шла о чувственном увлечении – Мейтнер никогда не была замужем и, по-видимому, даже не имела романтических отношений. Но в профессиональной сфере они с Ганом являлись единым целым. Возможно, это было связано с тем, что Ган рано распознал талант Лизы и решил работать вместе с ней в приспособленной под лабораторию бывшей столярной мастерской. Немецкие чиновники отказались выделить Мейтнер отдельную лабораторию на том основании, что она была женщиной. За совместной работой в этой мастерской ученые прониклись друг к другу глубокой симпатией. Ган отвечал за химию, определяя, какие элементы присутствуют в радиоактивных образцах, а Мейтнер занималась физикой, выясняя, как именно Ган делает свои открытия. Тем не менее Мейтнер выполнила всю работу в ходе заключительных экспериментов с протактинием, результаты которых и были опубликованы, поскольку Ган, как раз в то время привлекавшийся к подготовке немецких газовых атак, испытывал от этого сильнейший стресс. При этом Мейтнер сделала все, чтобы Ган также был вознагражден за их совместные опыты (запомним этот великодушный жест).
115
Если быть точным, Мейтнер и Ган назвали полученный ими элемент «протоактиний», только в 1949 году ученые сократили это название на одну «о».
После войны альянс Гана и Мейтнер возобновился. Но, хотя в научном отношении период между двумя войнами в Германии выдался чрезвычайно активным, с политической точки зрения он был ужасен. Гану – усатому ширококостному чистокровному немцу – было нечего бояться после прихода нацистов к власти в 1932 году. Следует отдать Гану должное: когда в 1933 году Гитлер изгнал из страны всех крупных исследователей еврейского происхождения, образовавших первую волну ученых-беженцев, Ган в знак протеста оставил свой профессорский пост (хотя и продолжал вести семинары). Мейтнер была воспитана в духе сурового австрийского протестантизма, но среди ее бабушек и дедушек были евреи. В свойственном ей духе (возможно, и потому что у нее наконец-то появилась своя лаборатория) Мейтнер недооценила опасность и с воодушевлением углубилась в ядерную физику, где ее ожидали новые открытия.
Крупнейшее из них было совершено в 1934 году, когда Энрико Ферми объявил, что при бомбардировке атомов урана элементарными частицами он получил первые трансурановые элементы. Это утверждение оказалось неверным, но ученых просто ошеломила идея о том, что периодическая система не ограничена 92 клетками. Во всем мире возник целый фейерверк новых идей из области ядерной физики, ученые работали, не покладая рук.
В том же году еще одна из крупнейших фигур ядерной физики, Ирен Жолио-Кюри, также осуществила бомбардировку ядер урана. После тщательного химического анализа она сообщила, что новые трансурановые элементы исключительно похожи на лантан – первый из редкоземельных металлов. Это также было неожиданным – настолько, что Ган ей сначала не поверил. Элементы тяжелее урана просто не могли иметь те же свойства, что и сравнительно легкий металл, располагавшийся в периодической таблице очень далеко от урана. Он вежливо указал Фредерику Жолио-Кюри, что связь с лантаном – это вздор, и поклялся воспроизвести эксперименты Ирен. Так он собирался доказать, что трансурановые элементы не имеют ничего общего с лантаном.
А в 1938 году мир Лизы Мейтнер обрушился. Гитлер нагло аннексировал Австрию и с готовностью принял в Рейх всех австрийцев как арийских братьев немцев – кроме тех, кто имел хотя бы долю еврейской крови. Спустя годы добровольного отшельничества Мейтнер вдруг стала потенциальной жертвой нацистских погромов. А когда один коллега-химик попытался ее заложить, ей оставалось только бежать – в чем была, с десятью дойчмарками в кармане. Она нашла убежище в Швеции и, по иронии судьбы, получила работу в одном из Нобелевских институтов.
Несмотря на все злоключения, Ган не перестал общаться с Мейтнер, и их сотрудничество продолжалось. Они писали друг другу письма, как тайные любовники, от случая к случаю встречались в Копенгагене. На одну такую встречу в 1938 году Ган прибыл потрясенным. Повторив эксперименты Ирен Жолио-Кюри, он смог получить ее элементы. И они не просто проявляли такие же свойства, как лантан (и другой расположенный рядом с ним элемент, барий), но в соответствии со всеми известными химическими анализами и были лантаном и барием. Гана считали лучшим химиком своего времени, но он признавался, что это открытие «противоречило всему предыдущему профессиональному опыту». Он признался в своем ошеломительном провале Мейтнер.
Но Мейтнер это не смутило. Из всех великих ученых, работавших над проблемой трансурановых элементов, лишь проницательная Мейтнер смогла понять, что они и не были трансурановыми. Она одна (после консультаций со своим племянником и новым напарником Отто Фришем) поняла, что Ферми открыл не новые элементы, а деление атомного ядра. Он расколол ядро урана на два более мелких ядра и неверно интерпретировал свои результаты. Экалантан, найденный Жолио-Кюри, был просто лантаном, продуктом первых микроскопических ядерных взрывов! Хевеши, изучавший первые черновики работ Жолио-Кюри того времени, позже вспоминал, как близко она подошла к этому великому открытию. Но, по словам Хевеши, Ирен «просто недостаточно себе поверила» и поэтому не сумела правильно интерпретировать свой опыт. Мейтнер же себе доверяла, и она смогла убедить Гана, что права она, а все остальные заблуждаются.
Естественно, Ган захотел сразу опубликовать эти поразительные результаты, но из-за того, что он сотрудничал с Мейтнер и был ей обязан, это оказалось не так просто сделать с политической точки зрения. Они обсудили все варианты, и Мейтнер согласилась, чтобы в итоговой статье были упомянуты лишь имена Гана и его ассистента. Теоретические выкладки Мейтнер и Фриша, лежавшие в основе этого открытия, были опубликованы позже уже в другом журнале. После выхода этих публикаций деление ядра стало реальностью – буквально накануне вторжения Германии в Польшу и перед самым началом Второй мировой войны.
Так началась невероятная череда событий, увенчавшая самый поразительный случай предвидения в мировой науке Нобелевской премией. В 1943 году, еще не зная о существовании Манхэттенского проекта, Нобелевский комитет решил присудить премию за открытие деления атомного ядра. Встал вопрос: кто же ее заслуживает? Разумеется, Ган. Шла война, Швеция была изолирована, поэтому невозможно было узнать у других ученых о вкладе Мейтнер в это открытие (обычно такие консультации являются обязательным условием при принятии решений Нобелевского комитета). Комитету оставалось ориентироваться лишь на журнальные публикации, а научные журналы в годы войны выходили с опозданием на несколько месяцев или не выходили вообще. Почти во всех журналах, особенно в наиболее авторитетных немецких изданиях, роль Мейтнер игнорировалась. Углублявшийся разрыв между химией и физикой также осложнял присуждение премий за междисциплинарные исследования.