Создание атомной бомбы Роудс Ричард

Журнал Comptes Rendus с отчетом Жолио-Кюри об открытии искусственной радиоактивности пришел в Рим в январе 1934 года, вскоре после возвращения Ферми из Альп, где он катался на лыжах[924]. «Тогда мы еще не нашли для своей работы задач [в области ядерной физики], – вспоминает Амальди. – …И тут появилась статья Жолио, и Ферми немедленно начал искать радиоактивность»[925]. Как и Сцилард, Ферми понимал преимущества использования нейтронов. И. А. Раби перечислил эти преимущества в одной из своих лекций:

Поскольку нейтрон не имеет заряда, он не испытывает сильного электрического отталкивания, препятствующего его проникновению внутрь ядра. Более того, силы притяжения, обеспечивающие целостность ядра, могут затягивать нейтрон в ядро. Попадание нейтрона в ядро вызывает приблизительно такие же катастрофические последствия, какие вызвало бы столкновение Луны с Землей. Соударение резко сотрясает ядро, особенно если оно приводит к захвату нейтрона. Происходит скачкообразное увеличение энергии, и избыточная энергия должна быть рассеяна, что может происходить несколькими разными способами, все из которых представляют интерес[926].

Когда Ферми начал свои эксперименты с бомбардировкой ядер нейтронами, ему было тридцать три года. Он был невысок, мускулист, смугл, с густыми черными волосами, тонким носом и неожиданно серо-голубыми глазами. Он говорил низким голосом и часто улыбался. Женившись на миниатюрной красавице Лауре Капон, дочери офицера итальянского военно-морского флота еврейского происхождения, он обзавелся регулярными привычками: с утра он работал дома в течение нескольких часов, к девяти приходил в Физический институт, работал там до половины первого, обедал дома, возвращался в институт к четырем и продолжал работать до восьми вечера, после чего шел домой ужинать. Кроме того, после женитьбы он прибавил в весе.

Вместе с группой молодых коллег они занимали южное крыло второго этажа института; там же работали Корбино и главный физик римского департамента здравоохранения – Sanita Pubblica – великодушный Дж. Ч. Трабакки, который одалживал мальчикам Корбино некоторые из своих приборов и доставал материалы, необходимые им для экспериментов (чем заслужил их любовь и прозвище «Божественное Провидение»). Антонио Ло Сурдо, вечно недовольный физик старой школы, не допускал эту орду захватчиков в свой кабинет, расположенный в северном крыле того же этажа. Корбино жил со своей семьей на верхнем этаже; его квартира выходила на внутренний дворик с садом, в центре которого был пруд с золотыми рыбками. На первом этаже были студенты; в подвале стояли электрогенераторы и обитый свинцом сейф, в котором хранился принадлежащий Sanita грамм радия, стоивший 670 000 лир – около 34 000 долларов. Именно в этом году ему суждено было войти в историю. Сквозь стенки сейфа были проведены стеклянные трубки, по которым радон, образующийся при распаде радия, выходил из сейфа в компактную экстрационную установку, скромное сооружение из вертикальных стеклянных труб для очистки и сушки радиоактивного газа. Верхний, жилой этаж института был короче нижних, так как в одном его конце была небольшая ротонда с черепичным куполом. «Здание было расположено удобно и в то же время красиво – на холме в небольшом парке, недалеко от центра Рима,– вспоминает Сегре. – В живописно спланированном парке с его пальмами и бамбуковыми рощами почти всегда стояла тишина, и только в сумерках ее нарушали воробьи, облеплявшие деревья. Институт был очень тихим и приятным местом работы»[927][928]. Дорожка, засыпанная гравием, ярко белевшим под золотым римским солнцем, выводила на виа Панисперна.

Как обычно, Ферми собственноручно проводил эксперименты с нейтронами. В феврале и начале марта он лично собирал примитивные счетчики Гейгера из алюминиевых трубок, которые изготавливали, отрезая дно от баночек с таблетками. На них устанавливали проводку, наполняли их газом, запаивали с концов и подключали к аппаратуре. Эти счетчики были размером чуть меньше пачки мятных леденцов и в сто раз менее эффективными, чем нынешние модели промышленного изготовления, но, когда ими управлял Ферми, они работали[929]. Во время изготовления счетчиков Гейгера он попросил Разетти подготовить источник нейтронов, который сделали из полония, нанесенного методом испарения на бериллий. Поскольку полоний испускает сравнительно низкоэнергетические альфа-частицы, получившийся источник выдавал сравнительно небольшое число нейтронов в секунду, и Ферми с Разетти безуспешно пытались облучить им несколько образцов.

В этот момент Разетти, проявив удивительное отсутствие заинтересованности в этом историческом эксперименте, уехал на пасхальные каникулы в Марокко. Ферми пытался найти более мощный источник нейтронов. Основная причина, по которой полоний вообще стали использовать, – не только в Риме, но и в Париже, Кембридже и Берлине, – заключалась в том, что более сильные источники альфа-частиц, например радон, испускают также большое количество бета- и гамма-излучения, что мешает работе приборов и затрудняет измерения. Ферми внезапно понял, что, поскольку он пытается наблюдать запаздывающий эффект, все его измерения все равно будут проводиться уже после удаления источника нейтронов: поэтому бета- и гамма-излучение ему никак не помешает и, следовательно, он может использовать радон. Радона было сколько угодно у Трабакки, и он охотно им делился; поскольку время полураспада этого элемента составляет 3,82 суток, он в любом случае не подлежал длительному хранению, а грамм радия, хранившийся у Трабакки, непрерывно производил все новые и новые порции этого газа.

Итак, в середине марта Ферми, одетый в серый лабораторный халат, принес в подвал Физического института на виа Панисперна маленький обрезок стеклянной трубки длиной не более первой фаланги мизинца. Трубка была запаяна с одного конца и частично наполнена порошком бериллия. Он установил запаянный конец этой капсулы в резервуар со сжиженным воздухом. При температуре –200 °C радон, направляемый из выходного патрубка очистной установки в капсулу, конденсировался на ее стенках. Затем Ферми нужно было постараться как можно быстрее нагреть открытый конец трубки и запечатать его, не повредив стекла, чтобы радон не успел испариться и улетучиться. Когда ему это удалось, он завершил изготовление нейтронного источника, вставив капсулу в полуметровую стеклянную трубку большего диаметра и зафиксировав ее в дальнем конце этой трубки, чтобы источник можно было держать, оставаясь на безопасном расстоянии от испускаемого им гамма-излучения. Несмотря на столь долгую и трудоемкую подготовку, срок службы такого источника был невелик.

Вначале Ферми работал в одиночку. Он планировал облучить в общей сложности большинство элементов периодической системы и методически начал с самых легких. По его расчетам, источник вырабатывал более 100 000 нейтронов в секунду[930]. «Небольшие цилиндрические контейнеры с исследуемыми веществами, – объяснял он в своем первом отчете, – подвергались воздействию радиации в течение периодов длительностью от нескольких минут до нескольких часов». Первым делом Ферми облучил воду – это позволяло проверить сразу водород и кислород, – затем литий, бериллий, бор и углерод; ни в одном из этих веществ радиоактивности не возникло. Лаура Ферми говорит, что такое отсутствие результатов вызвало у него некоторые колебания, но Ферми редко рассказывал дома о своей работе, и кажется маловероятным, чтобы у него появились серьезные сомнения. Из работы Жолио-Кюри он знал, что алюминий, расположенный в периодической системе лишь немногим дальше, реагирует на облучение альфа-частицами, а нейтроны должны были оказаться еще более действенными.

Как бы то ни было, следующая попытка, с фтором, была успешной: «Фтористый кальций, облучавшийся в течение нескольких минут и быстро приближенный к счетчику, вызывает в первые секунды рост числа импульсов; этот эффект быстро спадает, достигая половинного уровня приблизительно за 10 секунд»[931].

Вскоре он обнаружил в алюминии радиоактивность с периодом полураспада в двенадцать минут, что не совпадало с открытием супругов Жолио-Кюри. Чтобы подчеркнуть связь своей работы с их исследованиями, Ферми начал описание своих результатов в письме в Ricerca Scientifica от 25 марта 1934 года именно с алюминия.

Этот первый отчет о «радиоактивности, наведенной нейтронами» был помечен римской цифрой I. Поиски продолжались. Ферми привлек к дальнейшей работе Амальди и Сегре и послал Разетти в Марокко телеграмму, призывавшую его срочно вернуться домой. Сегре пишет:

Мы организовали свою деятельность следующим образом: Ферми производил большую часть экспериментов и вычислений. Амальди занимался тем, что мы назвали бы сейчас электроникой, а я отвечал за облучаемые вещества, источники и так далее. Разумеется, это разделение обязанностей вовсе не было жестким, и все мы участвовали во всех этапах работы, но области нашей ответственности были распределены приблизительно таким образом, и работа шла очень быстро. Мы нуждались в любой доступной помощи, так что даже приставили к делу младшего брата одного из студентов (лет, наверное, двенадцати), убедив его, что ему поручают очень интересное и важное дело – подготовку аккуратных бумажных трубок, в которых мы могли бы облучать свои материалы[932].

В следующем письме[933], отправленном в Ricerca Scientifica (и, в сокращенном виде, в Nature), сообщалось об искусственно наведенной радиоактивности в железе, кремнии, фосфоре, хлоре, ванадии, меди, мышьяке, серебре, теллуре, йоде, хроме, барии, натрии, магнии, титане, цинке, селене, сурьме, броме и лантане. К тому времени они разработали стандартную процедуру: вещества облучали в одном конце второго этажа, а измерения радиоактивности счетчиками Гейгера проводили в другом его конце, к которому вел длинный коридор. В такой конфигурации счетчики не подвергались воздействию фонового излучения источника нейтронов. Но это также означало, что, когда период полураспада радиоактивности был коротким, кому-то нужно было бежать по коридору. «Амальди и Ферми гордились тем, что они бегают быстрее всех, – отмечает Лаура Ферми, – и поэтому в их обязанности входило доставлять облученные вещества с коротким периодом полураспада из одного конца коридора в другой. Они всегда бежали наперегонки, и Энрико утверждал, что он обычно обгонял Эдоардо. Но Энрико вообще не любил проигрывать»[934]. Однажды в институт явился некий респектабельный испанец, хотевший поговорить с «его превосходительством сеньором Ферми». Молодой римский профессор теоретической физики, несшийся по коридору в развевающемся грязном лабораторном халате, чуть не сбил его с ног.

В конце концов они добрались до урана и составили приблизительную классификацию наблюдавшихся эффектов. Легкие элементы, как правило, превращались в элементы еще более легкие, испуская протон или альфа-частицу. Однако существующий вокруг ядра электрический барьер препятствует не только входу, но и выходу[935], причем прочность этого барьера возрастает с увеличением атомного номера. Поэтому тяжелые элементы становились не легче, а тяжелее: они захватывали налетающий нейтрон, испускали его энергию связи в виде гамма-излучения и, поскольку их масса увеличивалась на массу нейтрона, а заряд не увеличивался и не уменьшался, превращались в более тяжелый изотоп того же элемента. Затем этот изотоп распадался через запаздывающее испускание отрицательно заряженных бета-лучей до элемента с большим на единицу атомным номером. То же самое происходило и с ураном: по прошествии некоторой задержки он испускал бета-излучение, то есть электрон. Это означало, понял Ферми, что при бомбардировке урана нейтронами сначала получается более тяжелый изотоп, уран-239, а затем новый, рукотворный трансурановый элемент с атомным номером 93, которого никогда раньше не существовало на свете.

Образец урана (раствор нитрата урана, светло-желтую жидкость) нужно было очистить от фоновой бета-активности, которую создают продукты естественного распада урана (в природе уран распадается по цепочке из четырнадцати сложных этапов, перемещаясь все ниже по периодической системе – сначала до тория, затем до протактиния, радия, радона, полония, висмута и свинца). Трабакки щедро одолжил группе молодого химика Оскара Д’Агостино, недавно окончившего курс радиохимии на улице Пьера Кюри; в начале мая Д’Агостино завершил трудоемкий процесс очистки. В это время они уже использовали более мощные источники, до 800 милликюри[936] радона, что давало около миллиона нейтронов в секунду. Облучение нитрата урана дало «очень сильный эффект с несколькими разными периодами [полураспада]: один период, составляющий около 1 минуты, другой – 13 минут, а также другие, более долгие периоды, еще точно не определенные»[937], – говорилось в их отчете от 10 мая.

Во всех этих случаях наведенная радиоактивность была бета-излучением. Атом, испускающий бета-частицу, увеличивает свой атомный номер на единицу. Таким образом, следовало предположить, что эти превращения ведут в неисследованную область периодической системы, область искусственных элементов. Чтобы доказать справедливость этого поразительного предположения, Ферми нужно было продемонстрировать методами химической сепарации, что бомбардировка нейтронами не приводит к непредвиденному образованию элементов более легких, чем уран. Поскольку период полураспада длительностью в одну минуту был слишком коротким для исследования, Ферми сосредоточился на тринадцатиминутном распаде. Д’Агостино разбавил облученный нитрат урана 50-процентной азотной кислотой, растворил в кислоте небольшое количество соли марганца и довел раствор до кипения. Добавление в кипящий раствор хлората натрия вызвало осаждение кристаллов двуокиси марганца. Когда же он очистил эти кристаллы от раствора фильтрованием, вся радиоактивность осталась в марганце – так же, как радиоактивность, которую Жолио-Кюри создали в алюминии, оставалась в газообразном водороде. Раз радиоактивное вещество можно было осадить из уранового раствора на марганцевый носитель, это вещество никак не могло быть ураном.

Добавляя другие носители и осаждая другие соединения, Д’Агостино доказал, что вещество с тринадцатиминутным периодом полураспада не могло быть ни протактинием (91), ни торием (90), ни актинием (89), ни радием (88), ни висмутом (83), ни свинцом (82). Его поведение не позволяло считать его ни 87-м элементом (который называли тогда экацезием[938]), ни радоном (86). Элемент 85 еще не был известен[939]. Ферми не пытался проверить полоний (84), возможно из-за явного различия периодов полураспада. Однако ему казалось, что его исследование было достаточно тщательным. «Такая невозможность приписать 13-минутную активность ни одному из большого числа самых тяжелых элементов, – осторожно писал он в июне в журнале Nature, – позволяет предположить, что атомный номер этого элемента может превышать 92»[940].

Корбино имел неосторожность объявить о «новом элементе» на ежегодном собрании по поводу окончания учебного года[941], причем в присутствии самого короля Италии; в прессе поднялась шумиха, доставившая Ферми несколько бессонных ночей. После столь блестящего завершения работы, которую Сцилард называл «долгой и скучной», утомленный физик был рад уехать вместе с женой и маленькой дочерью Неллой в летний лекционный тур по Аргентине, Уругваю и Бразилии, организованный на средства итальянского правительства.

Весной 1934 года, вылезши из ванны, Лео Сцилард по-прежнему пытался – все еще в одиночку – добиться достижения двух своих главных целей, высвобождения энергии ядра и спасения мира. В написанном в конце апреля меморандуме, осуждающем японскую оккупацию Маньчжурии, он, как кажется, заглядывает в далекое будущее: «Открытия ученых, – пишет он, – дали человечеству оружие, способное уничтожить нашу нынешнюю цивилизацию, если только нам не удастся предотвратить будущие войны»[942]. Вероятно, он имел в виду изобретение военной авиации; в середине того десятилетия много говорили об ужасах стратегических бомбардировок и даже о возможностях сдерживания путем создания равных угроз для всех сторон. Но в то же время он, почти несомненно, думал и об атомных бомбах.

Спустя несколько недель, пытаясь найти покровителей, он отправил сэру Хьюго Херсту, основателю британской General Electric Company, первую главу «Освобожденного мира». «Разумеется, – писал он сэру Хьюго с некоторой горечью, все еще не забыв предсказания Резерфорда, – все это лишь лунные миражи, но у меня есть основания полагать, что в том, что касается промышленного применения нынешних открытий в физике, прогноз писателей может оказаться более точным, чем прогноз ученых. У физиков есть убедительные доказательства того, что создать новые источники энергии для промышленных целей в настоящее время невозможно; я не вполне уверен, что они хорошо понимают, о чем идет речь»[943].

То, что Сцилард рассматривал не только «энергию для промышленных целей», но и возможность появления оружия, ясно видно из следующих поправок к его патентным заявкам, внесенных 28 июня и 4 июля 1934 года. Раньше он описывал «преобразование химических элементов»; теперь же он добавил «высвобождение ядерной энергии для производства электроэнергии и других целей путем ядерных преобразований». Он впервые предложил «цепную реакцию, звенья цепи которой образуют частицы, не несущие положительного заряда и имеющие массу, приблизительно равную массе протона или кратную ей, [т. е. нейтроны]»[944]. Он описал основные характеристики того, что впоследствии стали называть «критической массой», – объема вещества, в котором происходит цепная реакция, необходимого для того, чтобы цепная реакция стала самоподдерживающейся[945]. Он понимал, что критическую массу можно уменьшить, окружив сферу вещества, в котором происходит цепная реакция, «неким дешевым тяжелым материалом, например свинцом», который отражал бы вылетающие нейтроны обратно в эту сферу: отражатель нейтронов, основанный на этой базовой концепции, впоследствии стал известен под названием tamper, т есть «трамбовка», по аналогии с процессом утрамбовки земли в буровые скважины при использовании обычной взрывчатки. А кроме того, он понимал, что произойдет в случае накопления критической массы, и ясно изложил это понимание на четвертой странице своей заявки:

При толщине, превышающей критическое значение… я могу произвести взрыв[946].

Как будто бы чтобы отметить в неком далеком от человечества календаре конец одной эпохи и начало следующей, в тот же день, когда Сцилард подал свою заявку, 4 июля 1934 года, в Савойе умерла Мария Склодовская-Кюри, родившаяся в Варшаве 7 ноября 1867 года. Лучшей эпитафией ей стали слова Эйнштейна. «Мария Кюри, – сказал он, – была единственной из всех прославленных людей, чья слава осталась незапятнанной»[947].

Нет никаких документальных свидетельств того, что в то время Сцилард уже думал об уране. Его июньская поправка описывает возможную цепную реакцию с использованием легкого серебристого бериллия, элемента номер 4 периодической системы.

Для изучения этого металла Сциларду нужны были лаборатория и радиоактивный источник. Ядро бериллия связано настолько непрочно, что он предполагал, что сможет выбивать из него нейтроны не только альфа-частицами или нейтронами, но даже гамма-лучами или высокоэнергетическим рентгеновским излучением. Гамма-лучи испускал радий, а радий можно было найти в ближайшей крупной больнице. Поэтому Сцилард, бывший на редкость практичным мечтателем, пришел к директору физического отделения медицинского колледжа при больнице Св. Варфоломея. Нельзя ли ему использовать для экспериментов имеющийся в больнице радий, «который летом все равно почти никто не использует»? Эти эксперименты могут принести пользу медицине. Директор полагал, что это возможно, если он будет работать вместе с кем-нибудь из сотрудников больницы. «На это согласился один очень любезный англичанин, мистер [Т. А.] Чалмерс, и в течение следующих двух месяцев мы с ним проводили эксперименты»[948].

В их первом эксперименте был продемонстрирован восхитительно простой метод выделения изотопов йода путем бомбардировки соединений йода нейтронами. Затем они использовали этот эффект Сциларда – Чалмерса (как его стали называть впоследствии), обладавший высокой чувствительностью, для измерения производства нейтронов во втором эксперименте: выбивание нейтронов из бериллия при помощи гамма-излучения радия. «Эти эксперименты, – саркастично вспоминает Сцилард, – создали мне репутацию ядерного физика, если не в Кембридже, то в Оксфорде. [На самом деле той же весной Сцилард пытался поступить на работу в Кавендишскую лабораторию к Резерфорду, но тот ему отказал[949]. Я никогда раньше не работал в ядерной физике, но в Оксфорде меня считали специалистом… В Кембридже… такой ошибки не допустили бы. Там меня считали выскочкой, который, возможно, производит всякие наблюдения, но такие наблюдения нельзя считать открытиями, пока их не повторят и не подтвердят в Кембридже»[950].

Хотя летняя работа помогла Сциларду заработать репутацию в Оксфорде, лично для него она закончилась разочарованием: бериллий оказался неподходящим кандидатом на цепную реакцию. Проблема, которую разрешили только в 1935 году, была связана с общепринятым значением массы гелия[951]. Единственный стабильный изотоп бериллия состоит из двух ядер гелия, непрочно связанных вместе нейтроном[952]. Масса этого изотопа, вычисленная на основе измеренной Фрэнсисом Астоном массы гелия, казалась большой, что, по-видимому, говорило о его неустойчивости. Однако масс-спектрограф был прибором своенравным, даже в руках своего собственного создателя, и, как вскоре показали Бете, Резерфорд и другие, измерения Астона были неточны: он получил слишком большое значение массы гелия. Одной из жертв этой ошибки стали перспективы использования бериллия для получения цепной реакции, производства атомной энергии и атомных бомб.

В начале июля Эмилио Сегре и Эдоардо Амальди совершили паломничество в Кембридж[953]. Они плохо знали английский язык, но привезли с собой всеобъемлющий отчет о римских исследованиях с использованием бомбардировки нейтронами. Они встретились с Чедвиком, Капицей и другими завсегдатаями Кавендишской лаборатории, видели на прогулке уже ушедшего в отставку Дж. Дж. Томсона, заметили, что Астон, как невинно говорит Амальди, «продолжал работать над повышением точности измерений атомных масс», и имели запоминающуюся беседу с Резерфордом, «сильная личность которого царила над всей лабораторией»[954].

Два молодых физика приехали, чтобы сравнить свои эксперименты с работой двух «мальчиков» Резерфорда. В нейтронной работе оставался один еще не решенный вопрос, который ставил под сомнение существующую ядерную теорию[955]. В статье в Nature, которую они привезли с собой, это затруднение было честно описано. Речь шла о так называемом «радиационном захвате», типичной реакции тяжелых элементов на бомбардировку нейтронами: ядро захватывает нейтрон, испускает фотон гамма-излучения, чтобы вернуться к энергетическому равновесию, и становится в результате изотопом с массой, увеличенной на одну единицу.

Теория того времени рассматривала ядро как единую большую частицу. У этой частицы есть определенный диаметр, причем такой небольшой, что высокоскоростной нейтрон может войти в ядро с одной стороны и выйти с другой приблизительно за 10^–21, то есть одну миллиардную одной триллионной доли, секунды. Любые процессы захвата должны произойти в течение этого короткого времени. В противном случае нейтрон улетает. Захват нейтрона означает его остановку внутри ядра. Для этого ядро должно поглотить энергию движения нейтрона. В свою очередь, ядро должно избавиться от излишка энергии. Что оно и делает: испуская фотон гамма-излучения.

Однако время испускания гамма-излучения, измеренное группой Ферми, отличалось от предсказанного теорией. У ядер, которые исследовала римская группа, испускание гамма-лучей занимало по меньшей мере 10^–16 секунды – в сто тысяч раз больше, чем ожидалось. И причина этого была неясна.

Неоспоримое доказательство существования радиационного захвата позволило бы более точно сформулировать проблемы теории. Для его получения нужно было доказать так, чтобы в этом не оставалось никаких сомнений, что при захвате нейтрона тяжелым ядром действительно образуется более тяжелый изотоп. Кавендишские исследователи, к которым летом 1934 года приехали Сегре и Амальди, получили первую часть такого доказательства в эксперименте на натрии, проведенном в присутствии итальянцев. Затем те вернулись в Рим и, заручившись помощью Д’Агостино, стали работать над подтверждающим химическим процессом. Жарким римским августом их поиски других несомненных примеров радиационного захвата принесли им двойную победу. «Мы также нашли второй случай “доказанного” радиационного захвата, – пишет Амальди, – основанный на открытии нового радиоизотопа [алюминия], период существования которого составляет почти 3 минуты»[956].

На обратном пути из Южной Америки Ферми собирался заехать в Лондон на международную конференцию по физике. Его молодые коллеги написали ему о своем открытии, касающемся алюминия. Он сделал на конференции доклад о работе с нейтронами. Сцилард также был на этой конференции, с удовольствием выслушивая похвалы своим летним экспериментам и успешно работая над получением оплачиваемого места в Оксфорде. Ферми сказал, что его группа пока что исследовала шестьдесят элементов и возбудила радиоактивность в сорока из них. Говоря о проблеме радиационного захвата[957], он упомянул результаты Кавендишской лаборатории «и результаты, полученные Амальди и Сегре на алюминии», подчеркнув, что и те и другие «следует считать чрезвычайно важными»[958]. Сегре описал последовавшее за этим бурное развитие событий:

Вскоре после этого я простудился и несколько дней не мог ходить в лабораторию. Амальди попытался повторить наши опыты и обнаружил для облученного алюминия другой период [полураспада], а это означало, что наша так называемая реакция (n, ) [т. е. с нейтроном на входе и фотоном гамма-излучения на выходе] не происходит. Об этом спешно сообщили Ферми, который был разозлен и смущен тем, что сообщил о результате, который казался теперь ошибочным. Он резко разбранил нас, даже не пытаясь скрыть свое неудовольствие. Вся эта история беспокоила нас все больше и больше, потому что мы никак не могли найти никаких ошибок в экспериментах, давших противоречивые результаты[959].

Провинившимся молодым членам группы предстояла большая работа. Пока они трудились над уточнением первых приблизительных результатов, к ним присоединился еще один новобранец, Бруно Понтекорво, высокий, широкоплечий, привлекательный чемпион по теннису из Пизы. Бомбардировка нейтронами вызывала в одних элементах более сильную радиоактивность, чем в других. До этого они использовали лишь самую общую классификацию этой активности, подразделяя ее на сильную, среднюю и слабую. Теперь же было предложено разработать численную шкалу активности. Для этого нужно было выбрать некую стандартную интенсивность, с которой можно было бы сравнивать интенсивность радиоактивного излучения всех остальных элементов. В качестве такой точки отсчета выбрали активность, наводимую нейтронной бомбардировкой в серебре, с удобным периодом полураспада в 2,3 минуты.

Эта задача была поручена Амальди и Понтекорво. К своему удивлению, они обнаружили, что в разных точках лаборатории в их серебряных цилиндрах возбуждается разная активность. «В частности, – пишет Амальди, – рядом со спектроскопом в темной комнате были деревянные столы, обладавшие волшебными свойствами, так как серебро, облученное на этих столах, приобретало значительно большую активность, чем при облучении на мраморном столе, стоявшем в том же помещении»[960].

С этой загадкой стоило разобраться. 18 октября они начали систематическое исследование, серию измерений, которые проводились внутри и вне свинцового кожуха. К 22 октября они были готовы измерить, что происходит, когда источник нейтронов отделен от мишени только свинцовым клином. Однако этим утром экспериментаторы должны были принимать экзамен у студентов, и Ферми решил продолжить работу самостоятельно. Вот как он описывал впоследствии этот исторический момент для коллеги, интересовавшегося процессом открытия в физике:

Расскажу вам, как я пришел к открытию, которое, пожалуй, важнее всего, что я сделал. Мы очень много работали, изучая радиоактивность, наводимую нейтронами, но получали бессмысленные результаты. Однажды, когда я пришел в лабораторию, мне пришло в голову, что надо бы посмотреть, что произойдет, если на пути нейтронов поставить свинец. И, изменив своему обыкновению, я приложил все усилия к тому, чтобы этот кусок свинца был очень хорошо обработан. Мне явно что-то не давало покоя: я под любым предлогом старался оттянуть момент установки свинца на предназначенное ему место. Когда же, наконец, я с некоторой неохотой собрался поставить его, то сказал себе: «Нет! Не хочу я ставить этот свинец, мне нужен кусок парафина». Это было именно так – никаких предчувствий, никаких сознательных предварительных рассуждений. Я сразу же взял кусок парафина, случайно подвернувшийся мне под руку, и поставил его на то место, где должен был стоять свинец[961][962].

Поразительным результатом замены тяжелого элемента – свинца – парафином было резкое увеличение интенсивности активности. «Около полудня, – вспоминает Сегре, – все были созваны в комнату, чтобы засвидетельствовать чудодейственное влияние парафинового фильтра. Сначала я подумал, что испортился счетчик – таких огромных активностей мы никогда раньше не получали, но было немедленно показано, что это возрастание вызвано именно фильтрацией излучения, вызывающего радиоактивность, парафином»[963][964]. По словам Лауры Ферми, «весь физический корпус загремел возгласами: “Фантастика! Невероятно! Черная магия!”»[965]

Даже самое важное открытие не могло помешать Ферми пойти домой обедать. Обедал он в одиночку: жена и дочь должны были вернуться из загородной поездки только на следующее утро. Размышляя в одиночестве, он, возможно, обдумывал разницу между деревянными и мраморными столами, а также между парафином и свинцом. Вернувшись на работу после обеда, он предложил разгадку: нейтроны сталкиваются с атомами водорода, содержащимися в парафине и древесине. Это их замедляет. До сих пор все предполагали, что быстрые нейтроны обеспечивают более высокую эффективность бомбардировки, потому что именно так всегда обстояло дело с протонами и альфа-частицами. Но эта аналогия не учитывала главного отличия нейтрона от этих частиц – его нейтральности. Заряженной частице требуется энергия для преодоления электрического барьера ядра. Нейтрону ее не требуется. Замедление нейтрона позволяет ему оставаться вблизи ядра в течение более долгого времени, а это увеличивает период, в течение которого он может быть захвачен.

Теорию Ферми было легко проверить на каких-нибудь материалах, отличных от парафина, но тоже содержащих водород (другие легкие ядра также замедляют нейтроны, но водород делает это лучше всех остальных: его ядро представляет собой протон, имеющий приблизительно те же размеры и массу, что и нейтрон, что обеспечивает наиболее жесткие столкновения с поглощением наибольшего количества энергии). Взяв свой серебряный цилиндр и нейтронный источник в длинной стеклянной трубке, они спустились на первый этаж и вышли через заднюю дверь к пруду в саду Корбино, в котором Разетти пытался разводить саламандр и все они запускали однажды летом вошедшие в Риме в моду игрушечные кораблики, приводимые в движение горящей свечкой. В пруду, в тени темных, искривленных листьев и серых кожистых плодов миндального дерева, резвились золотые рыбки.

Водород, содержащийся в воде (и в рыбках), работал не хуже парафина[966]. Вернувшись в лабораторию, они быстро попробовали облучать все, что попадалось им под руку, – кремний, цинк, фосфор, на которые медленные нейтроны, по-видимому, не действовали; медь, йод, алюминий, в которых радиоактивность возникала. Чтобы убедиться в том, что парафин воздействует на нейтроны, но не на гамма-лучи, они проверили облучение радоном без бериллия. Заменив парафин кислородсодержащим соединением, они обнаружили значительно меньшее увеличение наведенной радиоактивности.

Все разошлись на ужин, но потом собрались в доме Амальди, у жены которого была пишущая машинка, чтобы составить первый отчет. «Я писал под диктовку Ферми, стоявшего рядом со мной, – вспоминает Сегре, – Разетти, Амальди и Понтеорво возбужденно ходили по комнате и говорили все сразу»[967][968]. Вот как воссоздает эту сцену Лаура Ферми: «Все они так громко выкрикивали свои предложения, так ожесточенно спорили о том, что сказать и как сказать, с таким шумом носились взад и вперед по комнате и оставили дом Амальди в таком состоянии, что служанка Амальди робко спросила, не перепились ли все гости»[969].

На следующее утро Джинестра Амальди отнесла перепечатанную статью под названием «Влияние водородсодержащих веществ на радиоактивность, наведенную нейтронами. I»[970] директору журнала Ricerca Scientifica. Среди ее исторических абзацев было и сдержанное разъяснение путаницы вокруг алюминия: «Заслуживает упоминания опыт с алюминием. В воде он приобретает активность (с периодом немного менее трех минут)… При нормальных условиях эта активность столь слаба, что почти незаметна по сравнению с другими активностями, возникающими в этом же элементе»[971][972].

Амальди и Сегре не ошибались насчет алюминия. Они просто облучали разные образцы этого элемента на разных столах. Водород, содержащийся в деревянном столе, замедлял некоторые из нейтронов и усиливал активность с периодом около трех минут. Как остроумно отметил однажды Ханс Бете, эффективность медленных нейтронов «возможно, так и не была бы открыта, если бы Италия не была столь богата мрамором… На мраморном столе получались не такие результаты, как на деревянном. Если бы дело происходило [в Америке], все столы были бы деревянными, и этого открытия так и не случилось бы»[973].

Открытие радиоактивности, наведенной медленными нейтронами, означало, что группе Ферми теперь нужно было снова исследовать все элементы по очереди в поисках новых, более точно определенных периодов полураспада – то есть разных изотопов и продуктов распада.

Пока шла эта работа, в Physical Review появилась статья[974] с критикой проведенного ранее группой исследования урана. Основным автором этой статьи был Аристид фон Гроссе, бывший до этого одним из ассистентов Отто Гана в Институтах кайзера Вильгельма: он первым очистил существенное количество протактиния, элемента, который Ган и Мейтнер открыли в 1917 году. Фон Гроссе утверждал, что, когда Ферми облучал уран, он получал протактиний с атомным номером 91, а не новый трансурановый элемент. Римская группа увидела в этой статье призыв к дальнейшим экспериментам. В то же самое время Ган и Мейтнер, чувствуя, что их касается все, что может быть связано с протактинием, решили повторить работу Ферми. «Это решение было логичным, – объясняет Ган в научной автобиографии, – потому что мы, первооткрыватели протактиния, хорошо знали его химические характеристики»[975]. Все возрастающее число разных величин периода полураспада, которое находили исследователи в Берлине и Париже, озадачивало; Ган справедливо считал, что он лучше, чем кто бы то ни было во всем мире, подходит для завершения тонкой радиохимической работы, необходимой для разрешения этой путаницы.

В январе и феврале 1935 года Амальди, занимавшийся в это время и другой работой, взялся за поиски в уране реакций с испусканием альфа-частиц в дополнение к реакциям с бета-излучением, которые их группа нашла изначально. Если бы уран при захвате нейтронов испускал альфа-частицы, то он мог бы перемещаться вниз, а не вверх по периодической системе, и это действительно могло бы привести к образованию протактиния. Амальди решил использовать для обнаружения и измерения этого излучения ионизационную камеру, соединенную с линейным усилителем. «Я начал облучать образцы урановой фольги, – пишет он, – и помещать их сразу после облучения перед ионизационной камерой с тонким окошком»[976]. Ничего не происходило. Можно было предположить, что период полураспада слишком короток по сравнению со временем забега по коридору от места облучения до ионизационной камеры. Амальди решил попробовать облучать образцы прямо перед камерой. Для этого нужно было закрыть камеру от постороннего излучения. Он обеспечил защиту от гамма-лучей, поступающих от нейтронного источника, которые вносили бы возмущения в работу ионизационной камеры, поместив между источником и камерой кусок свинца: свинец не мог задержать нужные ему нейтроны.

Кроме того, он хотел отфильтровать естественный фон альфа-излучения урана. Для этого он воспользовался тем основополагающим свойством радиоактивности, что короткие периоды полураспада соответствуют более высокой энергии излучения. Период полураспада природного урана равен 4,5 миллиарда лет; соответственно, вылетающие из него альфа-частицы обладают настолько низкой энергией, что их может остановить лист алюминиевой фольги. С другой стороны, если бы в этом эксперименте действительно возникала активность с таким коротким периодом полураспада, что зарегистрировать ее можно было, только если производить облучение прямо перед ионизационной камерой, то альфа-частицы такого излучения должны были обладать достаточной энергией, чтобы пройти сквозь алюминий и окошко камеры и попасть внутрь камеры, которая их и зарегистрировала бы. Поэтому Амальди обернул образцы урана алюминиевой фольгой. Ему не пришло в голову, что такая защита может остановить другие продукты реакции. В 1935 году никакие другие продукты реакции, кроме альфа-, бета- и гамма-излучения, еще не были известны. «Эксперименты, – заключает Амальди, – дали отрицательные результаты»[977]. Он не обнаружил в уране искусственно наведенной альфа-активности.

Тогда итальянцы сочли вероятность того, что при облучении урана создаются новые, искусственные элементы, еще большей. Ган и Мейтнер сообщили, что думают так же. Группа Ферми подвела итоги своей работы в статье, отправленной в Proceedings of the Royal Society, которую Резерфорд одобрил к печати в этом журнале 15 февраля:

Эти эксперименты, по-видимому, дают дополнительное подтверждение нашей гипотезе, что 13-минутная и 100-минутная наведенные активности связаны с трансурановыми элементами. Простейшая интерпретация результатов, согласующаяся с известными фактами, состоит в предположении о том, что источники 15-секундной, 13-минутной и 100-минутной активностей суть цепные продукты [т. е. элементы, последовательно распадающиеся друг в друга], вероятно имеющие атомные номера соответственно 92, 93 и 94 и атомный вес 239[978].

Но на самом деле уран оставался загадкой, в которой пока что никто ничего не понимал.

«Что кроме бериллия?» – спрашивал себя в Лондоне Лео Сцилард. Бериллий выглядел подозрительно. Какие еще элементы могут давать цепную реакцию? Он ответил на этот вопрос в дополненной патентной заявке от 9 апреля 1935 года: «Другие примеры элементов, из которых нейтроны могут высвобождать множественные нейтроны, дают уран и бром»[979]. Он строил догадки и, не имея средств на исследования, не видел, как провести необходимые эксперименты. Физики, с которыми он говорил, по-прежнему относились к его идеям глубоко скептически. «Тогда я подумал, что, в конце концов, в химии тоже есть “цепные реакции”. Химическая цепная реакция не похожа на ядерную, но это все-таки цепная реакция. Поэтому я решил поговорить с химиком»[980]. Химиком, с которым он решил поговорить, был человек, еще более искусный по части сбора средств, чем сам Лео Сцилард, – это был Хаим Вейцман, который теперь жил и работал в Лондоне. Вейцман принял Сциларда и «понял, о чем я говорил». Он спросил Сциларда, сколько денег тому нужно. Сцилард сказал, что потребуется 2000 фунтов – приблизительно 10 000 долларов. Хотя Вейцман и сам, несомненно, нуждался в финансировании, он обещал посмотреть, чем он может помочь. Как вспоминает Сцилард:

Я ничего не слышал от него в течение нескольких недель, а потом случайно встретил Майкла Полани, который приехал к тому времени в Манчестер и возглавил там химический факультет. Полани рассказал, что Вейцман приходил к нему советоваться насчет моих идей о возможности цепной реакции и спрашивал, следует ли, по мнению Полани, доставать для меня деньги. Полани считал, что такой эксперимент нужно поставить[981].

В следующий раз Сцилард с Вейцманом встретились лишь десятилетие спустя, и это десятилетие вместило в себя важнейшие исторические события. В конце 1945 года Вейцман, извиняясь, объяснял, что не пренебрег просьбой Сциларда: он попросту не смог найти для него финансирования.

С самого начала своей благотворительной деятельности в Англии Сцилард время от времени имел дело с Фредериком Александром Линдеманом[982], физиком, который был профессором экспериментальной философии и директором Кларендонской лаборатории в Оксфорде. Именно Линдеман, у которого были и деньги, и хорошие связи, предложил Сциларду работу в рамках своей непрерывной кампании по вооружению захудалой оксфордской естественно-научной лаборатории против ее блистательного кембриджского конкурента. Изгнание еврейских ученых из нацистской Германии оказалось Линдеману очень на руку, но его действия приносили не меньше пользы и самим ученым: как только он услышал о введении закона о чиновничестве, он убедил директоров компании Imperial Chemical Industries (ICI) учредить программу грантов, утверждая, что вложения в такую программу следует считать не благотворительным пожертвованием, а выгодной инвестицией. 1 мая 1933 года, когда Сцилард с Бевериджем только планировали свою деятельность, ICI уже начала выплачивать первую стипендию. В следующем августе Сцилард не сумел получить стипендию ICI, возможно, потому что тогда он еще не завершил свои блестящие эксперименты в больнице Св. Варфоломея, но теперь Линдеман обратил на него внимание.

Этот высокий, красивый англичанин, которому в 1935 году было сорок девять лет, родился в немецком Баден-Бадене, поскольку его мать не считала, что поздняя стадия беременности может помешать ей поехать на модный курорт. Стремясь дать сыну превосходное образование, родители, англичане, отправили его в гимназию в Дармштадт. Перед Первой мировой войной он был студентом в дармштадтской Высшей технической школе, где учился у физикохимика Вальтера Нернста (нобелевского лауреата 1920 года), причем семейные связи позволяли ему время от времени играть в теннис с кайзером или русским царем. Война, разумеется, выставила такую счастливую юность в подозрительном свете. В 1915 году, к огорчению и гневу Линдемана, выяснилось, что британская армия не желает видеть в числе своих офицеров человека с германским свидетельством о рождении и фамилией, похожей на немецкую.

Отказ в приеме на военную службу глубоко его ранил и, возможно, изменил всю его жизнь. В 1911 году он был одним из секретарей Сольвеевского конгресса и гордо красовался там рядом с Нернстом, Резерфордом, Планком, Эйнштейном и Марией Кюри; однако еще до этого юношеского апофеоза Нернст предсказал, что его карьера будет трудной. «Если бы ваш отец не был так богат, – сказал прямолинейный немец, – вы могли бы стать великим физиком»[983]. Когда армия усомнилась в патриотизме Линдемана, пишет один из его коллег-беженцев, «он замкнулся в себе, чтобы защититься от пренебрежения и оскорблений. Скрытность в личной жизни приобрела у него маниакальные масштабы; он отвергал любое сближение с другими людьми с отстраненностью, которую легко было принять за высокомерие»[984]. Линдеман отошел от своей прежней работы и стал способным администратором, «Профессором», «несгибаемым викторианским джентльменом»[985], неизменно безупречно одетым, в котелке, в сером костюме летом и темном – зимой, в длинном темном пальто и с туго свернутым зонтиком. Раз ему нельзя было надеть обычную форму, он создал собственную.

Во время войны он трудился на благо своей страны на Королевском авиационном заводе в Фарнборо, разрабатывая то, что сейчас называется бортовым оборудованием, и занимаясь исследованиями в области воздухоплавания. К 1916 году уход в штопор стал стандартным маневром воздушного боя, позволявшим уйти от атаки. Линдеман первым провел систематическое исследование этого маневра. Для этого он научился водить самолет – причем он переодевался из гражданской одежды в летную форму только на рулежной дорожке, у самого самолета – и стал снова и снова хладнокровно посылать свой самолет в штопор, запоминая показания приборов во время снижения и записывая их после выхода в горизонтальный полет.

После войны Линдеман принял должность в Оксфорде, в котором к точным наукам все еще относились с традиционным высокомерным презрением. Сам он избежал этого пренебрежения, говорит один из его коллег, благодаря «элегантному образу жизни», проводя выходные в кругу аристократии, в который редко попадали не столь высокородные оксфордские преподаватели. К этому времени к другим элементам его облика добавился неизменный «роллс-ройс». В июне 1921 года, поехав на выходные в загородное имение герцога и герцогини Вестминстерских, Линдеман познакомился там с Уинстоном Черчиллем, старше его на двенадцать лет. «Несмотря на столь большую разницу в происхождении и характере эти двое сразу понравились друг другу, и их знакомство вскоре переросло в тесную дружбу»[986]. Черчилль вспоминал, что в течение 1930-х годов «часто виделся с Фредериком Линдеманом». «Линдеман уже был моим старым другом… Начиная с 1932 года мы еще более сблизились, и он часто приезжал на машине из Оксфорда ко мне в Чартуэлл. Мы с ним много раз засиживались до самого утра, разговаривая об опасностях, которые, как нам казалось, сгущались вокруг нас. Линдеман… стал моим основным советником по конкретным аспектам современного военного дела»[987].

К этому-то прославленному человеку, вегетарианцу, который ежедневно потреблял огромные количества оливкового масла и сыра пор-салю, Сцилард обратился летом 1935 года, чтобы обсудить «вопрос о том, может ли высвобождение ядерной энергии… быть достигнуто в ближайшем будущем». Если бы можно было получить «двойные нейтроны», писал Сцилард Линдеману 3 июня, «то ожидание такого достижения в ближайшем будущем, несомненно, было бы более реалистичным, нежели отрицание его возможности». Это означало, по мнению Сциларда, что, если Германия первой получит цепную реакцию, это приведет к большим неприятностям, в связи с чем он призывал «попытаться контролировать развитие этой области в течение как можно более долгого времени… какими бы малыми ни были шансы на успех такой попытки»[988]. Для такого контроля требовалась секретность: следовало, во-первых, убедить занимающихся этой работой ученых отказаться от общедоступной публикации ее результатов, а во-вторых, получать патенты.

В конце 1934 года Майкл Полани предостерегал Сциларда: «Тот факт, что вы получаете патенты, вызывает негативную реакцию»[989]. Отрицательное отношение британской научной традиции к патентам исходило из предположения, что патенты получают, преследуя корыстные цели. Сцилард, оправдываясь перед Линдеманом, объяснял свою патентную деятельность следующим образом:

В начале марта казалось разумным учитывать возможность того, что… высвобождение большого количества энергии… может быть достигнуто в самом ближайшем будущем. Понимая, насколько важным для этого является вопрос «двойного нейтрона», я подал заявку на соответствующий патент… Разумеется, было бы неверно считать патенты в этой области частной собственностью и использовать их для коммерческой эксплуатации в личных целях. В подходящий момент потребуется создание соответствующего органа, который будет обеспечивать правильное использование таких патентов[990].

Тем временем Сцилард изъявил готовность работать в Оксфорде над поисками своих «двойных нейтронов», возможно с привлечением из сторонних «частных источников» 1000 фунтов, которые позволили бы ему нанять одного или двух ассистентов. Пытаясь использовать честолюбивые устремления Линдемана в отношении Кларендонской лаборатории, он утверждал в заключение, что «работа такого типа может значительно ускорить развитие ядерной физики в Оксфорде»[991]. Если бы такая работа состоялась, это вполне могло бы оказаться правдой.

Узнав – возможно, также от Линдемана, – что засекретить патенты можно, только если официально передать их каким-либо соответствующим органам правительства Великобритании, Сцилард вначале предложил их Военному министерству. 8 октября директор департамента артиллерии Дж. Кумбс отказал ему, отметив, что «Военное министерство не видит причин хранить это описание в секрете»[992]. Если Линдеман слышал об этом отказе, он, наверное, вспомнил о том, как в 1915 году его самого отказались взять в армию. В феврале 1936 года он рекомендовал Сциларда Адмиралтейству, бывшей епархии Черчилля, написав главе Департамента научных исследований и разработок осторожную сопроводительную записку:

Вы, наверное, помните мой звонок относительно работающего здесь молодого человека, имеющего патент, который, по его мнению, следует засекретить. В соответствии с Вашим предложением я прилагаю к сему его письмо на эту тему. Я, естественно, испытываю несколько меньший оптимизм в отношении перспектив этого дела, чем сам изобретатель, но считаю его очень хорошим физиком и полагаю, что даже если бы шансы на успех составляли всего лишь сто к одному, эту информацию имело бы смысл сохранить в тайне, тем более, что это не потребует от правительства никаких затрат[993].

Патент, объяснял Сцилард в письме, приложенном Линдеманом, «содержит информацию, которая могла бы быть использована для создания взрывчатых объектов… мощность которых превышает мощность обычных бомб во многие тысячи раз». Его беспокоили «те несчастья, которые могло бы причинить их использование некоторыми державами, способными напасть на эту страну»[994]. Адмиралтейство приняло мудрое – и к тому же не требующее больших расходов – решение и взяло патент Сциларда на хранение.

Восьмимесячное пребывание Эдварда Теллера в Копенгагене было успешным. Он встретился с Джорджем Гамовым в его последний приезд туда, после Сольвеевского конгресса, проходившего предыдущей осенью; во время пасхальных каникул они вдвоем проехали по всей Дании на мотоцикле Гамова, обсуждая одну из задач квантовой механики. Фонд Рокфеллера не одобрял вступления в брак в период действия стипендии, но за Теллера вступился Джеймс Франк, и 26 февраля Теллер женился в Будапеште на Мици Харканьи, в которую был влюблен с детства. Кроме того, он написал важную статью. Летом 1934 года, уже более известным ученым, он вернулся в Лондон вместе с Мици и снова стал читать лекции в Университетском колледже. Предполагая остаться в Англии, перед самым Рождеством Теллеры подписали договор об аренде уютной трехкомнатной квартиры на девятилетний срок.

В январе Теллер получил два предложения работы, одно из которых заставило его изменить свои планы. Первое было из Принстона – должность лектора. Второе пришло от Гамова: профессорская кафедра в Университете Джорджа Вашингтона. Университет хотел усилить свой физический факультет; Гамову не хватало общения, а живость Теллера ему нравилась.

Теллеру было двадцать шесть лет; он только что женился. Он совершенно не был уверен, что хочет жить в Соединенных Штатах, но отказываться от профессорской должности было бы неразумно. Его жена нашла, кому пересдать квартиру. Государственный департамент США отказал им во внеочередной визе, так как преподавательский стаж Теллера составлял всего один год – время, проведенное в Копенгагене, не считалось, так как он получал стипендию, – а требовалось два. Однако Теллер не попытался получить визу по квоте, выделенной для эмиграции из Венгрии, так как предполагал, что эта квота уже выбрана. На самом деле в ней еще оставались свободные места. В августе 1935 года Теллеры пересекли Атлантику вслед за Гамовыми.

7 октября Нильс Бор отмечал свое пятидесятилетие. «В те дни казалось, что Бор находится в полном расцвете сил, как физических, так и умственных, – отмечает Отто Фриш. – Когда он взлетал по крутой лестнице [института], перепрыгивая через ступеньки, лишь немногим из нас, молодежи, удавалось не отставать от него. Покой библиотеки часто нарушался энергичными партиями в пинг-понг, и, насколько я помню, я ни разу не смог выиграть у Бора»[995]. Дьёрдь де Хевеши организовал кампанию по сбору средств в честь юбилея ведущего физика Дании; датчане собрали 100 000 крон, чтобы купить Бору в подарок 0,6 грамма радия. Де Хевеши разделил жидкий раствор радия на шесть равных частей, смешал каждую из них с порошком бериллия и высушил, получив таким образом шесть мощных источников нейтронов. Он прикрепил их к концам длинных стержней и спрятал в сухой колодец в подвале института, выкопанный когда-то в качестве защищенного от вибрации места установки спектрографа.

Как вспоминает Стефан Розенталь, институтская ежегодная рождественская вечеринка по-прежнему проводилась в зале с колодцем: «Крышка колодца служила столом, в середине стояла рождественская елка, и все сотрудники, от директора до самого младшего ученика из мастерских, собирались вокруг и получали скромное угощение, пиво с сосисками. Во время праздника Нильс Бор обычно произносил речь, в которой он давал что-то вроде обзора прошедшего года»[996]. Надежно спрятанные под сосисками, упакованные в четырехлитровую флягу сероуглерода, нейтронные источники беззвучно превращали серу в радиоактивный фосфор для биологических исследований де Хевеши с использованием радиоизотопов.

К этому времени Бор стал благодаря своей работе национальным героем и заслужил непреходящую благодарность беженцев своей помощью; но, кроме того, его постигло личное несчастье. В 1932 году Датская академия предоставила ему в пожизненное бесплатное пользование датский «Дом почета», дворец в помпейском стиле, исходно построенный для основателя пивоварен Карлсберга и ставший потом местом жительства самых выдающихся граждан Дании (до Бора в нем жил полярный исследователь Кнуд Расмуссен). В институте к тому времени уже был построен скромный директорский дом, но Боры жили в нем вместе с пятью прекрасными сыновьями. Они переехали в дом при пивоварне, самое престижное жилище в Дании после королевского дворца.

Два года спустя трагически погиб старший сын Боров, девятнадцатилетний Кристиан. Когда отец, сын и два их друга ходили под парусом в Эресунне, морском проливе между Данией и Швецией, внезапно налетел шквал. Кристиан «утонул, упав за борт яхты в очень бурном море, – сообщает Роберт Оппенгеймер, – и Бор продолжал искать его до самой темноты»[997]. Но Эресунн – холодный пролив. На некоторое время Бор замкнулся в своем горе. Хаос, наступивший с появлением беженцев, и связанная с ним изнурительная работа помогли ему выйти из этого состояния.

Все сотрудники института увлеченно следили за нейтронными экспериментами Ферми. Фриш, единственный из присутствовавших физиков знакомый с итальянцем, переводил вслух каждую из его статей, как только приходил очередной номер Ricerca Scientifica. Копенгагенская группа не могла понять, почему медленные нейтроны воздействуют на одни элементы сильнее, чем на другие; в соответствии с одночастичной моделью ядра даже медленный нейтрон должен был почти всегда пролетать сквозь ядро насквозь, без какого-либо захвата.

Ханс Бете написал в Корнелле статью с расчетами вероятности захвата нейтронов. Его результаты резко противоречили наблюдениям. Фриш вспоминает проходивший в 1935 году в Копенгагене коллоквиум, на котором кто-то делал доклад по статье Бете:

На этот раз Бор все время перебивал докладчика, и я начал удивляться, с некоторым даже раздражением, почему он не дает тому закончить доклад. Затем Бор внезапно остановился на полуслове и сел с совершенно помертвевшим лицом. Мы смотрели на него в течение нескольких секунд, постепенно начиная волноваться. Не заболел ли он? Но потом он внезапно встал и сказал с извиняющейся улыбкой: «Теперь я все понял»[998].

Что именно Бор понял относительно устройства ядра, стало ясно из его эпохальной лекции, прочитанной в Датской академии 27 января 1936 года и опубликованной впоследствии в Nature. В работе «Захват нейтрона и строение ядра»[999] явление захвата нейтронов послужило основой для новой модели ядра; как и в случае с планетарной моделью атома Резерфорда, Бор предлагал радикальные изменения теории, опираясь на надежные экспериментальные данные.

Он представил себе ядро не в виде единой частицы, а составленным из плотно упакованных протонов и нейтронов (для частиц, составляющих ядро, используют еще общее название «нуклоны»). Нейтрон, попадающий в такое заполненное частицами ядро, не может пролететь его насквозь; он сталкивается с ближайшим нуклоном, теряет свою кинетическую энергию (как разбивающий бильярдный шар в начале партии) и оказывается захвачен сильным взаимодействием, которое удерживает ядро от распада. Энергия, поступившая от нейтрона, приводит в движение близлежащие нуклоны; они, в свою очередь, сталкиваются с нуклонами, расположенными дальше; в результате получается более возбужденное, «более горячее» ядро, ни один из индивидуальных компонентов которого не может, однако, быстро получить достаточной энергии для преодоления электрического барьера и выхода из ядра. Если ядро избавляется затем от избыточной энергии, испуская фотон гамма-излучения, то есть «остывает», то ни один из его нуклонов не может накопить достаточной энергии для вылета. В итоге, как уже доказали эксперименты Ферми, образуется более тяжелый изотоп того элемента, который был подвергнут бомбардировке.

При более сильном обстреле ядра[1000], полагал Бор, энергия по-прежнему будет распределяться по всему составному ядру, образованному в результате захвата. Последующая повторная концентрация энергии может позволить ядру испустить несколько заряженных или незаряженных частиц. Бору казалось, что его модель составного ядра не сулит ничего хорошего с точки зрения обуздания ядерной энергии:

В случае еще более сильных соударений с частицами, обладающими энергией порядка тысячи миллионов вольт, следует даже ожидать, что столкновение может вызвать взрыв всего ядра. Однако следует учитывать не только то обстоятельство, что такие энергии, разумеется, остаются пока далеко за гранью экспериментальных возможностей, но и тот очевидный факт, что подобные эффекты вряд ли приблизят нас к решению интенсивно обсуждаемой задачи высвобождения ядерной энергии в практических целях. Более того, чем больше мы узнаем о ядерных реакциях, тем более отдаленным кажется достижение этой цели[1001].

Таким образом, к середине 1930-х годов три самых самобытных из живших в это время физиков высказали свое мнение по вопросу использования ядерной энергии. Резерфорд назвал его миражом; Эйнштейн сравнил его со стрельбой по редким птицам в темноте; Бор считал, что его решение отдаляется прямо пропорционально объему наших знаний. Хотя их скепсис кажется менее проницательным, чем энтузиазм Сциларда, они имели более четкое представление об имевшихся шансах. Самые важные черты будущего всегда остаются непредвиденными. Эти люди были достаточно опытны, чтобы не предаваться мечтаниям.

Хотя в своей лекции Бор предпочел ограничиться общими принципами, у него уже была наготове математическая модель, позволявшая проследить «следствия из изложенных здесь общих рассуждений»[1002]. В следующем году, 1937-м, он опубликовал описание этой модели. Опираясь еще на свою диссертационную работу по поверхностному натяжению текучих сред, он демонстрировал преимущества рассмотрения атомного ядра в виде капли жидкости[1003].

Стремление молекул к слипанию создает в жидкости «оболочку» поверхностного натяжения. Поэтому падающая дождевая капля округляется до миниатюрного правильного шара. Но воздействие на каплю жидкости любой силы деформирует этот шар (представьте себе колебания подброшенного в воздух и пойманного воздушного шарика, наполненного водой). Поверхностное натяжение и деформирующие силы вступают в сложное противодействие друг другу; молекулы жидкости сталкиваются и разлетаются; капля колеблется и меняет форму. В конце концов добавленная энергия рассеивается в форме тепла, и капля снова стабилизируется.

Ядро, утверждал Бор, ведет себя подобным же образом. Сила, удерживающая нуклоны вместе, – это сильное ядерное взаимодействие. Этой силе противодействует обычное электрическое отталкивание положительно заряженных ядерных протонов. Хрупкое равновесие между этими двумя основными силами делает ядро подобным жидкости. Энергия, поступающая извне с налетающими частицами, деформирует ядро; оно колеблется как капля жидкости, испытывая сложные периодические деформации – так же, как колебались волнообразные струи воды, которые Бор изучал при подготовке своей диссертации. Это означает, что для понимания сложных энергетических уровней ядра и переходов между ними, обнаруженных в работах Ферми, можно использовать классические формулы Рэлея для поверхностного натяжения в жидкостях. «В этой статье 1937 года многие вопросы еще оставались неясными»[1004], – пишет американский физик-теоретик Джон Арчибальд Уилер, впоследствии помогший Бору прояснить некоторые из них. Однако капельная модель оказалась полезной, и ее взяли на вооружение в числе прочих Фриш в Копенгагене и Лиза Мейтнер в Берлине.

В один погожий четверг октября 1937 года шестидесятишестилетний, но полный сил Эрнест Резерфорд вышел в сад у своего дома в зеленом районе на задворках Кембриджского университета, чтобы подрезать дерево[1005]. Он упал и сильно ушибся. По словам Мэри Резерфорд, ближе к вечеру он почувствовал себя «неважно»[1006] – у него началась тошнота и несварение желудка, – и она вызвала массажиста. Ночью Резерфорда рвало. Наутро он вызвал семейного врача. У него была небольшая пупковая грыжа, из-за которой он носил бандаж; врач предположил ущемление, посоветовался со специалистом и отправил Резерфордов в санаторий «Эвелин» (Evelyn Nursing Home) на срочную операцию. По пути в больницу Резерфорд сказал жене, что все его дела и финансы приведены в порядок. Она отвечала, что он болен неопасно, и беспокоиться не о чем.

Проведенная вечером операция подтвердила частичное ущемление грыжи; хирурги высвободили пережатый участок тонкой кишки и восстановили в нем кровообращение. В субботу казалось, что Резерфорд идет на поправку; однако в воскресенье у него снова началась рвота и появились признаки инфекции, которая в те времена, до появления антибиотиков, была смертельно опасной. В понедельник ему стало хуже; врачи посоветовались с хирургом, происходившим из Мельбурна, и тот, принимая во внимание возраст и симптомы пациента, не рекомендовал проводить вторую операцию. Чтобы облегчить состояние Резерфорда, ему стали вводить внутривенно физиологический раствор – ко вторнику его ввели три литра – и установили желудочный дренаж. К утру вторника 19 октября наступило небольшое улучшение, но, хотя жена считала его «чудесным пациентом, [который] великолепно выносит все неудобства» и, как ей казалось, увидела «проблеск надежды»[1007], после обеда того же дня он начал слабеть. То поручение, которое он высказал в конце дня, показывает, что, вспоминая свою жизнь в эти последние часы, он нашел в ней поводы для благодарности. «Я хочу оставить сто фунтов колледжу Нельсона, – сказал он Мэри Резерфорд. – Можешь этим заняться». Чуть позже он повторил во всеуслышание: «Не забудь, сотню колледжу Нельсона»[1008]. Вечером того же дня он умер. «Сердцебиение и кровообращение прекратились» из-за обширной инфекции, записал врач, «и смерть наступила мирно».

На той же неделе в Болонье проходил международный съезд физиков, посвященный двухсотлетней годовщине рождения Луиджи Гальвани; телеграмма с известием о смерти Резерфорда пришла из Кембриджа утром 20 октября. Бор был на этой конференции и взял сообщение этой печальной новости на себя. «Когда собрались участники назначенного на это утро заседания, – пишет Марк Олифант, – Бор вышел вперед и запинающимся голосом сообщил собранию о случившемся; в глазах его были слезы». Все были потрясены неожиданностью этой потери. За несколько недель до того Бор был у Резерфорда в Кембридже; те, кто работал в Кавендишской лаборатории, видели своего шефа в прекрасном настроении всего несколько дней назад.

Бор «говорил от всего сердца, – говорит Олифант, – о том, чем обязана наука великому человеку, которого ему посчастливилось называть своим учителем и другом». Для самого Олифанта этот день стал «одним из самых сильных переживаний всей жизни»[1009]. Вспоминая Резерфорда в письме к Оппенгеймеру от 20 декабря, Бор пытался уравновесить горечь потери надеждой: «Без него жизнь стала беднее; и тем не менее каждая мысль о нем будет источником непреходящего вдохновения»[1010]. А в 1958 году Бор просто сказал в мемориальной лекции: «Для меня он был почти что вторым отцом»[1011].

Помощник декана Вестминстерского аббатства немедленно согласился на захоронение праха Резерфорда в нефе аббатства, чуть к западу от могилы Ньютона и в одном ряду с могилой Кельвина. В январе следующего года Джеймс Джинс определил место Резерфорда в истории науки в посвященной его памяти речи на конференции в Калькутте:

Вольтер как-то сказал, что Ньютону повезло больше, чем может повезти какому-либо другому ученому, потому что честь открытия законов, которые управляют Вселенной, может выпасть на долю лишь одному человеку. Если бы он жил в более позднюю эпоху, он, возможно, сказал бы что-нибудь подобное и о Резерфорде и царстве бесконечно малого, ибо Резерфорд был Ньютоном атомной физики[1012].

Сам того не зная, Эрнест Резерфорд сам оставил по себе лучше всего характеризующую его эпитафию в письме к А. С. Иву, написанном в его загородном доме в первый день того же октября, последнего в его жизни. Он пишет о своем саде, в котором он работал так же, как в физике, энергично и не жалея сил: «Я еще более расчистил грядку с ежевикой, и результат выглядит весьма привлекательно»[1013].

В сентябре 1934 года, по следам опубликованной в июньском выпуске Nature статьи Ферми «Возможное образование элементов с атомным номером выше 92», в редко читаемом физиками «Журнале прикладной химии» (Zeitschrift fr Angewandte Chemie) появилась одна любопытная статья. Ее автором была уважаемая немецкая исследовательница Ида Ноддак, химик, открывшая в 1925 году в сотрудничестве со своим мужем твердый, белый как платина металлический элемент рений с атомным номером 75. Ее статья, озаглавленная просто «Об элементе 93»[1014], резко критиковала работу Ферми. Его «метод доказательства», прямо писала Ноддак, «неверен». Он показал, что его «новый источник бета-излучения» не является протактинием, а затем нашел его отличия от нескольких других элементов, расположенных ниже по периодической системе, но «остается неясным, почему он решил остановиться на свинце». Старая точка зрения, согласно которой радиоактивные элементы образуют непрерывную последовательность, начинающуюся с урана и заканчивающуюся на свинце, писала Ноддак, как раз и была опровергнута открытием искусственной радиоактивности, которое сделали супруги Жолио-Кюри. «Следовательно, Ферми следовало бы сравнить свой новый радиоактивный элемент со всеми известными элементами».

На самом деле, продолжала Ноддак, осадить из нитрата урана при помощи марганца можно сколько угодно разных элементов. Вместо того чтобы предполагать возникновение нового трансуранового элемента, «с тем же успехом можно было бы предположить, что при использовании нейтронов для разрушения ядер могут происходить какие-либо качественно новые ядерные реакции, ранее не наблюдавшиеся». В прошлом элементы преобразовывались только в элементы, непосредственно соседствующие с ними. Но «при бомбардировке тяжелых ядер нейтронами можно предположить, что ядро может разделяться на несколько крупных фрагментов, которые будут, разумеется, изотопами известных элементов, но не будут соседями». В таком случае получились бы гораздо более легкие элементы, находящиеся в периодической системе значительно ниже свинца.

Сегре вспоминает[1015], что читал статью Ноддак. Он знает, что ее читали также Ган в Берлине и Жолио в Париже, потому что он попросил их ее прочесть. Всем им она показалась довольно бессмысленной. «Я думаю, что прочитавшие ее химики, – вспоминает Фриш, – вероятно, нашли в ней лишь бесцельные критические придирки; у физиков, если они вообще ее читали, тем более должно было создаться такое же впечатление, потому что они сказали бы: “Какой смысл критиковать, если не приводить никаких причин, по которым эта критика была бы обоснованной?” Никто никогда не видел ядерного распада с образованием далеко отстоящих элементов»[1016]. Ноддак скрупулезно рассматривала это положение, но оно явно стало причиной того, что на ее статью почти никто не обратил внимания. В сводном отчете в Nature, который Амальди и Сегре привезлиРезерфорду летом 1934 года, это предположение было сформулировано в явном виде: «Разумно предположить, что атомный номер активного элемента должен быть близок к атомному номеру… элемента, подвергаемого бомбардировке»[1017].

Но Ферми редко оставлял предположения, какими бы разумными они ни были, без проверки. И уж конечно, он не оставил бы непроверенным этот вопрос, ставший для него чрезвычайно острым из-за несвоевременного выступления Корбино (Ноддак еще посыпала солью эту рану, упомянув в своей статье «сообщения, появившиеся в газетах»). Он уселся за необходимые расчеты. Впоследствии он рассказывал об этом по меньшей мере Теллеру, Сегре и своей американской ученице Леоне Вудс[1018]. Теллер уверен, что знает, о каких именно расчетах шла речь:

Ферми отказался верить [Ноддак]… Он знал, как получить численную оценку возможности распада ядра урана на две части… Он произвел те вычисления, которые предлагала г-жа Ноддак, и выяснил, что вероятность такого события чрезвычайно мала. Он заключил, что предположение г-жи Ноддак никак не может быть справедливым. Поэтому он выбросил его из головы. Его теория была верна… но… она была основана на… ошибочных экспериментальных данных.

Здесь Теллер имеет в виду проведенные Астоном измерения массы гелия (те же, которые ошибочно навели Сциларда на бериллий), которые «внесли в расчеты массы и энергии ядер систематическую ошибку»[1019].

Сегре находит предложенную Теллером интерпретацию этой истории возможной, но неубедительной. Проблема численного значения массы гелия не исключала возможности деления ядра урана. «Знаете, иногда, когда Ферми что-то говорил и его спрашивали: “Почему это? Покажите”, он отвечал “Ну, я об этом знаю c.i.f.”. Он говорил по-итальянски. Сокращение c.i.f. означало con intuito formidabile – “из потрясающей интуиции”. Так что я не знаю, как он это сделал. С другой стороны, Ферми делал множество вычислений, которые он никому не показывал»[1020].

Версия Леоны Вудс проливает свет на версию Теллера:

Почему на предположение д-ра Ноддак не обратили внимания? Дело в том, что она опередила свое время. Капельная модель ядра Бора еще не была сформулирована, и ни у кого не было общепризнанных методов вычислений, которые показали бы, допустим ли распад ядра на несколько крупных фрагментов с энергетической точки зрения[1021].

Если даже физика Ноддак и опережала свое время, ее химия была безошибочной. Хотя к 1938 году ее статья пылилась на задних полках, Бор провозгласил капельную теорию ядра, а Лизу Мейтнер и Отто Гана все более занимали загадки химии урана.

9

Крупномасштабный разрыв

«Я полагаю, все молодые люди думают о том, какую жизнь им хотелось бы прожить, – оглядываясь назад, писала в старости Лиза Мейтнер. – Когда я думала об этом, я всегда приходила к выводу, что жизнь может не быть легкой, лишь бы она не была пустой. И это мое желание исполнилось»[1022]. К 1938 году шестидесятилетняя австрийская ученая заслужила всеобщее уважение, доставшееся ей ценой тяжелого и кропотливого труда. Когда Вольфганг Паули захотел предложить концепцию трудноуловимой, почти не имеющей массы нейтральной частицы, которая объясняла бы кажущееся исчезновение энергии в бета-распаде, – впоследствии ее назвали нейтрино, – он высказал свое предположение в письме к Лизе Мейтнер и Хансу Гейгеру. Джеймс Чедвик был «вполне убежден, что она открыла бы нейтрон, если бы задалась такой целью, если бы ей посчастливилось, скажем, жить в течение нескольких лет в Кавендише, как посчастливилось мне»[1023]. Несмотря на свою «физическую хрупкость и природную застенчивость»[1024], которые описывает ее племянник Отто Фриш, она была внушительной личностью.

Во время Первой мировой войны она пошла добровольцем в австрийскую армию и работала там рентгенотехником. «Там, – говорит Фриш, – ей приходилось справляться с потоками раненых польских солдат, языка которых она не понимала, и с собственным медицинским начальством, которое ничего не понимало в рентгеноскопии»[1025]. Она старалась, чтобы ее отпуска совпадали с отпусками Отто Гана, и спешила в Далем, в Химический институт кайзера Вильгельма, чтобы поработать с ним вместе; именно тогда они открыли элемент, непосредственно предшествующий в периодической системе урану, который они назвали протактинием. После войны она самостоятельно занималась физикой до 1934 года, когда, увидев в работах Ферми новые задачи, «убедила Отто Гана снова вернуться к непосредственному сотрудничеству»[1026] и исследовать последствия бомбардировки ядер нейтронами. К тому времени Мейтнер возглавляла физическое отделение института, а Ган стал его директором. К среднему возрасту, как отмечает с симпатией Ган, она обрела «не только звание германского профессора, но и одно из его вошедших в пословицу качеств – рассеянность». На одном из научных собраний «с нею поздоровался один коллега, сказавший: “Мы с вами уже встречались”. Поскольку она не помнила их предыдущей встречи, она вполне серьезно ответила: “Вы, вероятно, спутали меня с профессором Ганом”»[1027]. Ган предполагает, что она имела в виду многочисленные работы, которые они опубликовали в соавторстве.

Хотя она скрывала свою застенчивость за неприступной замкнутостью, в кругу друзей, говорит Фриш, «она бывала жизнерадостной и веселой, превосходной рассказчицей»[1028]. Ее племянник считал, что она была «абсолютно лишена тщеславия»[1029]. Свои густые темные волосы, теперь уже начинавшие седеть, она зачесывала назад и завязывала в пучок; от ее девичьей красоты остались яркие, хоть и обведенные темными кругами глаза, тонкие губы и крупный нос. Она мало ела, но пила много крепкого кофе. Ее трогала музыка; она следила за нею, как другие следят за тенденциями в моде или изобразительном искусстве (музыкальность была семейной чертой: ее сестра, мать Фриша, была концертирующей пианисткой). Когда ее навещал также любивший музыку племянник, они играли фортепианные дуэты, «хотя почти никто больше не знал, что она умеет играть»[1030]. Она жила в служебной квартире в Институте кайзера Вильгельма и, когда у нее бывало свободное время, подолгу гуляла, километров по пятнадцать и более в день: «Это позволяет мне сохранить молодость и бодрость»[1031]. Как считал Фриш, самым высоким ее идеалом, «которого она никогда не упускала из виду» и который наполнял всю ее жизнь, было представление о «физике как сражении за окончательную истину»[1032].

Истина, за которую она сражалась в конце 1930-х годов, была скрыта где-то в загадках урана. Они с Ганом и присоединившимся к ним в 1935 году молодым немецким химиком Фрицем Штрассманом пытались выделить все вещества, в которые преобразуется самый тяжелый из природных элементов при бомбардировке нейтронами. К началу 1938 года они выявили не менее десяти активных продуктов с разными периодами полураспада, то есть гораздо больше, чем нашел в своем первопроходческом исследовании Ферми. Они предполагали, что эти вещества должны быть либо изотопами урана, либо трансурановыми элементами. «Ган, – говорит Фриш, – как будто вернулся в старые времена, когда новые химические элементы сыпались как спелые яблоки, стоило лишь потрясти дерево; [но] для Лизы Мейтнер [энергетические реакции, необходимые для производства этих новых элементов] были неожиданными и все более труднообъяснимыми»[1033].

Тем временем Ирен Кюри тоже начала изучать уран вместе с приезжим югославским ученым Павле Савичем. Они описали продукт с периодом полураспада в 3,5 часа, о котором немцы не сообщали, и предположили, что он может быть торием, элементом номер 90, с которым Кюри работали на протяжении многих лет. Если гипотеза Кюри – Савича была верна, это означало, что медленный нейтрон каким-то образом набирает энергию, достаточную для выбивания из ядра урана высокоэнергетической альфа-частицы. Трое из Института кайзера Вильгельма усмехнулись, поискали 3,5-часовой распад, ничего не нашли и отправили в Радиевый институт требование публичного опровержения. Французская группа снова обнаружила тот же активный продукт и сумела отделить его от урана химическим путем с использованием несущей среды на основе лантана (редкоземельного элемента с номером 57). Поэтому они предположили, что это либо актиний – элемент 89, химически подобный лантану, но еще хуже, чем торий, поддающийся объяснению, – либо новый, неизвестный элемент.

В любом случае их данные ставили под сомнение работу Института кайзера Вильгельма. В мае Ган встретился с Жолио на химической конференции в Риме и доброжелательно, но откровенно сказал французу, что сомневается в открытии Кюри и собирается повторить ее эксперимент и продемонстрировать ошибочность ее выводов[1034]. К тому времени, как, несомненно, было известно Жолио, его жена уже сделала следующий шаг: она попыталась отделить «актиний» от лантанового носителя и обнаружила, что разделить их невозможно. Никто не предполагал, что это вещество может и впрямь оказаться лантаном: как медленный нейтрон мог превратить уран в гораздо более легкий редкоземельный элемент, расположенный в периодической системе на целых тридцать четыре места раньше? «По-видимому, – сообщали Кюри и Савич в майском выпуске Comptes Rendus, – это вещество не может быть ничем, кроме трансуранового элемента, свойства которого совершенно отличны от свойств других известных трансуранов, но интерпретация этой гипотезы представляется весьма затруднительной»[1035].

Пока шли эти необычные дебаты, статус Мейтнер изменился. В середине февраля Адольф Гитлер вынудил молодого канцлера Австрии встретиться с ним в альпийской резиденции германского диктатора, баварском Берхтесгадене. «Как знать, – угрожающе говорил Гитлер, – быть может, в одно прекрасное утро я неожиданно появлюсь в Вене, подобно весенней грозе»[1036]. 14 марта он действительно там появился – во главе триумфального парада; за день до этого свежеиспеченный германский вермахт оккупировал столицу Австрии, объявившей себя провинцией Третьего рейха, и самый одиозный из ее уроженцев плакал от счастья. Аншлюс – аннексия Австрии – превратил Мейтнер в гражданку Германии, и к ней были теперь применимы все те уродливые антисемитские законы, которые нацистское государство начало накапливать еще в 1933 году. «Годы гитлеровского режима… были, естественно, очень гнетущими, – писала она ближе к концу своей жизни. – Но работа была мне верным другом, и я часто восхищалась, про себя и вслух, тем, как надолго работа позволяет забыть о тягостной политической ситуации»[1037]. После весенней грозы аншлюса финансирование ее работы внезапно прекратилось.

Тогда ее разыскал Макс фон Лауэ. Он слышал, что Генрих Гиммлер, руководитель СС и глава германской полиции, издал приказ, запрещающий дальнейшую эмиграцию ученых. Мейтнер боялась, что ее могут уволить из Институтов кайзера Вильгельма, и она останется без работы и без защиты[1038]. Она связалась с голландскими коллегами, в том числе с Дирком Костером, физиком, который в 1922 году, работая в Копенгагене, вместе с Дьёрдем де Хевеши открыл гафний. Голландцы убедили свое правительство разрешить Мейтнер въехать в Голландию без визы, по паспорту, который стал теперь всего лишь печальным сувениром.

К вечеру пятницы 16 июля Костер приехал в Берлин и сразу отправился в Далем, в Институт кайзера Вильгельма. Туда же явился их старый друг, издатель журнала Naturwissenschaften Пауль Розбауд, и они вместе с Ганом всю ночь помогали Мейтнер собирать вещи. «Я отдал ей прекрасное кольцо с бриллиантом, – вспоминает Ган, – оставшееся мне от матери, которое я сам никогда не носил, но бережно хранил всю жизнь; я хотел, чтобы у нее были какие-нибудь средства на случай непредвиденных затруднений»[1039].

В субботу утром Мейтнер и Костер уехали на поезде. Девять лет спустя она вспоминала это невеселое путешествие так, как будто она ехала одна:

Я села на поезд, идущий в Голландию, под предлогом недельного отпуска. На голландской границе я до смерти перепугалась, когда нацистский военный патруль из пяти человек, проходивший по вагонам, забрал мой австрийский паспорт, давно уже недействительный. Мне было так страшно, что у меня почти остановилось сердце. Я знала, что нацисты только что объявили охоту на евреев, что эта охота уже шла. Я сидела и ждала в течение десяти минут, которые показались мне десятью часами. Наконец один из нацистских чиновников вернулся и, не говоря ни слова, протянул мне мой паспорт. Две минуты спустя я была на территории Голландии, где меня встретили голландские коллеги[1040].

Там она была в безопасности. Затем она поехала в Копенгаген и остановилась там у Боров в Доме почета Карлсберга для отдыха и восстановления душевных сил. Бор устроил ее в Физический институт[1041] Академии наук Швеции, находившийся на окраине Стокгольма, в процветающую лабораторию, которой руководил Карл Манне Георг Сигбан, получивший в 1924 году Нобелевскую премию по физике за работы в области рентгеновской спектроскопии. Финансирование обеспечил Нобелевский фонд. Она отправилась в эту далекую северную ссылку, в страну, языка которой она не знала и в которой у нее почти не было друзей, как в тюрьму.

Лео Сцилард искал себе покровителя. В начале 1935 года Фредерик Линдеман обеспечил финансирование его работы в Оксфорде за счет компании ICI, и Сцилард работал там в течение некоторого времени, но его все больше беспокоила возможность войны в Европе. В конце марта 1936 года он писал в Вену Гертруде Вайс, что ей следует подумать об эмиграции в Америку; кажется, в своих рассуждениях он также имел в виду и свой собственный случай. Сцилард познакомился с Вайс в годы жизни в Берлине и в дальнейшем опекал ее и исподволь ухаживал за нею. Теперь она закончила медицинское училище. По его приглашению она приехала к нему в Оксфорд. Они гуляли по окрестностям, и она сфотографировала его[1042] на обочине дороги, на фоне изъеденного непогодой деревянного шлагбаума и тонких как кружево распускающихся побегов молодого деревца; на этой фотографии ему тридцать восемь, он уже начал полнеть, но еще не вполне округлился. «Он сказал мне, что удивился бы, если бы через два года в Вене все еще можно было работать. Он сказал, что там будет Гитлер. И так оно и вышло, – случился аншлюс, – почти точно в предсказанный им день»[1043].

Сцилард писал в своем письме, что Англия – «очень симпатичная страна, но, наверное, Вам было бы гораздо разумнее уехать в Америку… В Америке Вы были бы свободным человеком и очень скоро даже перестали бы быть “чужой”»[1044]. Вайс поехала туда, осталась там и стала авторитетным специалистом в области общественного здравоохранения, а в более поздние годы их кочевой жизни – и женой Сциларда. В это же время Сцилард писал Майклу Полани, что «будет жить в Англии, пока до начала войны не останется один год, а тогда переселится в Нью-Йорк». Это письмо, как с удовольствием вспоминал Сцилард, вызвало пересуды; оно казалось «очень забавным, потому что как можно было сказать, что человек будет делать за год до начала войны?»[1045]. Как выяснилось впоследствии, он ошибся в своем прогнозе всего на четыре месяца: он прибыл в Соединенные Штаты 2 января 1938 года[1046].

Еще до этого Сцилард нашел там потенциального покровителя, еврея-финансиста из Виргинии Льюиса Лихтенштейна Штрауса[1047]. Первые два его имени были даны в честь деда по материнской линии, жившего в Восточной Пруссии, а фамилия в произношении южных штатов смягчалась до «Строс». В 1938 году сорокадвухлетний Льюис Штраус был полноправным партнером нью-йоркского инвестиционного банка Kuhn, Loeb & Co., обладал миллионным состоянием, которое он создал своими руками, и был человеком гибким и умным, но в то же время уязвимым и напыщенным.

В детстве Штраус мечтал стать физиком. Рецессия 1913–1914 годов подкосила предприятие его семьи в городе Ричмонде – оптовую торговлю обувью, – и отец поручил ему поиск заказов на территории четырех штатов. В этом деле он преуспел; к 1917 году он скопил двадцать тысяч долларов и снова собирался было заняться физикой. На этот раз помешала Первая мировая война[1048]. В детстве со Штраусом произошел несчастный случай, в результате которого он почти ослеп на один глаз. Мать не чаяла в нем души. Она разрешила пойти добровольцем на военную службу его младшему брату, но старалась подыскать для своего любимчика какое-нибудь менее опасное занятие. Такая возможность представилась, когда президент Вудро Вильсон поручил знаменитому горному инженеру и главе Комиссии по помощи Бельгии Герберту Гуверу возглавить на время войны Продовольственное управление, занимавшееся администрированием продуктовых запасов США. Гувер, будучи человеком состоятельным, не получал в Вашингтоне никакого жалованья и собирал команду из молодых благополучных сотрудников, предпочтительно удостоившихся стипендии Родса. Роза Лихтенштейн Штраус предложила ему своего сына.

Ему был двадцать один год; он умел втираться в доверие, но также умел и работать. Несмотря на, казалось бы, неблагоприятные шансы в соревновании с целой группой стипендиатов Родса, не прошло и месяца, как Гувер назначил никогда не учившегося в университете оптового торговца обувью своим личным секретарем. После заключения перемирия юный Штраус перебрался вместе с Гувером в Париж, срочно выучил французский (он брал частные уроки во время обеденных перерывов) и принял участие в распределении 27 миллионов тонн продовольствия и других материалов по двадцати трем странам. Параллельно с этим он помогал работе Еврейского объединенного распределительного комитета («Джойнта») по облегчению страданий сотен тысяч еврейских беженцев, потоки которых хлынули сразу после войны из стран Восточной Европы.

Штраус верил, что его жизнь распланировал сам Бог, что очень помогало ему сохранять уверенность в собственных силах. В 1919 году, в возрасте двадцати трех лет, Бог позволил ему получить работу в Kuhn, Loeb & Co., респектабельном учреждении, среди клиентов которого было несколько крупных железных дорог. Четыре года спустя он женился на Алисе Ганауэр, дочери одного из партнеров этой фирмы. В 1926 году его зарплата и доля в компании достигли 75 000 долларов в год; на следующий год эта сумма выросла до 120 000 долларов. В 1929-м он и сам стал партнером фирмы и прочно утвердился в среде преуспевающей элиты.

1930-е стали для него годами горя и скорби. Вернувшись в Соединенные Штаты после еврейской конференции, проходившей в Лондоне в 1933 году, на которой Хаиму Вейцману не удалось обратить его в сионистскую «веру» – «Мой мальчик, с вами нелегко иметь дело, – сказал ему Вейцман, – вас придется брать измором»[1049], – он узнал, что его мать больна неизлечимой формой рака. Она умерла в начале 1935 года; жарким летом 1937-го та же болезнь унесла и его отца. Штраус задумался о достойном увековечении их памяти. «Я узнал, – пишет он в своих мемуарах, – о нехватке радия для лечения рака в американских больницах»[1050]. Он создал Мемориальный фонд Льюиса и Розы Штраус и разыскал молодого физика Арно Браша, бежавшего из Берлина. Браш изобрел приводимую в действие конденсаторами разрядную трубку для производства импульсов высокоэнергетического рентгеновского излучения, так называемый «импульсный генератор». Летом 1934 года, когда Лео Сцилард работал вместе с Чалмерсом в больнице Св. Варфоломея, он договорился с Брашем и его берлинскими коллегами, что они проведут эксперимент по расщеплению бериллия жестким рентгеновским излучением. Им это удалось, и Браш вместе с четырьмя другими участниками этой работы вошел в число соавторов статьи, которую Сцилард и Чалмерс отправили в Nature[1051]. Но если рентгеновское излучение способно расщеплять бериллий, это означало, что оно по меньшей мере может порождать радиоактивность и в других элементах. «Полученный таким образом изотоп кобальта, – пишет Штраус, – был радиоактивным и мог испускать гамма-лучи, сходные с излучением, которое испускает радий… Радиоактивный кобальт мог быть произведен… по цене нескольких долларов за грамм. Стоимость радия составляла в это время около пятидесяти тысяч долларов за грамм… Я предвидел возможность массового производства такого изотопа и его передачи в больницы в память моих родителей»[1052].

В игру вступает Лео Сцилард, все еще находящийся в Англии:

30 августа 1937 г.

Дорогой мистер Штраус,

насколько мне известно, Вы заинтересованы в создании импульсного генератора, предназначенного для производства искусственных радиоактивных элементов…

В настоящее время я не имею возможности [предоставить кому-либо права на производство в рамках этого патента]. Однако возможно, что впоследствии… я получу полную свободу действий в отношении этого патента. Если это произойдет, я предоставлю вам неисключительную лицензию, не требующую авторских отчислений, но предусматривающую только производство радиоактивных элементов при помощи высокого напряжения, создаваемого импульсным генератором.

Искренне Ваш,Лео Сцилард[1053]

Патент, о котором идет речь, находился в совместной собственности Браша и Сциларда[1054]. В своем письме Сцилард предлагает бесплатно, но неисключительно отдать Штраусу свою долю прав на это изобретение, в каестве дипломатического жеста в отношениях с богатым человеком. Однако питаться святым духом не мог даже Сцилард, и, как становится ясно из мемуаров Штрауса, в конце концов два молодых физика «попросили меня профинансировать создание “импульсного генератора”»[1055]. И в то же время кажется, что Сцилард, как обычно, не стремился извлечь из этого проекта личной финансовой выгоды, если не считать необходимых средств к существованию. То время, которое оставалось у него от наблюдений за приближающейся европейской катастрофой, он, по-видимому, тратил, пытаясь добиться создания оборудования, которое позволило бы ему продолжать исследования возможности получения цепной реакции.

В конце сентября он отправился через Атлантику на разведку. Один из его друзей вспоминает, как обсуждал со Сцилардом в это время осуществимость создания атомной бомбы. «В той же беседе он говорил о своих идеях относительно такого консервирования персиков в жестяных банках, которое сохраняло бы текстуру и вкус свежих плодов»[1056]. Когда переговоры об импульсном генераторе завязли в спорах юристов[1057], находчивый Сцилард отвлек Штрауса идеей применения радиации для сохранения и защиты сельскохозяйственной продукции. Например, таким образом можно уничтожить табачного бражника[1058]. Но не повредит ли облучение самому табаку? Среди сохранившихся бумаг Сциларда есть выцветшее письмо от доктора М. Ленца из Больницы хронических заболеваний имени Монтефиоре, дающее отчет о решающем опыте:

14 апреля 1938 г. в 14:30 Ваши шесть сигар были облучены источником на 100 кВ с фокусным расстоянием фильтра 20 см, по десять минут с переднего и десять минут с заднего конца каждой сигары. Это соответствует дозе в 1000 р. на переднем и 1500 р. на заднем конце каждой сигары.

Надеюсь, Ваш друг убедится в том, что их вкус остался неизменным[1059].

Кроме того, Сцилард купил на мясном рынке на Амстердам-авеню свинины, сохранил чек и договорился о ее облучении, чтобы выяснить, могут ли рентгеновские лучи убить паразитических червей, вызывающих трихинеллез. Он даже отправил своего брата Белу в Чикаго, чтобы обсудить этот вопрос с фирмой Swift & Company, которая сообщила, что уже проводила подобные эксперименты.

Проект импульсного генератора продолжал развиваться в течение всего года и, кстати, дал Штраусу возможность познакомиться с Эрнестом Лоуренсом, который пытался рекламировать ему идею нового полутораметрового циклотрона, который он строил в это время. Полюса циклотрона действительно имели полтора метра в поперечнике, но магнит должен был весить почти двести тонн. Лоуренсу и его брату Джону, который был врачом, удалось остановить у своей матери развитие рака при помощи полученного в ускорителе излучения, и они собирались использовать большой циклотрон для дальнейшего развития исследований в этой области. Штраус остался верен импульсному генератору.

Тем же летом венгерского волшебника Штрауса встретил в Нью-Йорке Эмилио Сегре. Элегантный итальянец был к тому времени профессором физики в Палермо и женат на немке, бежавшей от нацистов из Бреслау; у них был маленький сын.

Я уехал из Палермо с обратным билетом в кармане и прибыл в Нью-Йорк. Там я встретил Сциларда. «О, а что вы тут делаете?» Мы с ним были очень дружны. Я хорошо его знал. «Что вы тут делаете? Что происходит?»

Я сказал: «Я еду в Беркли посмотреть на короткоживущий изотоп элемента 43, – таковы были мои планы. – Я поработаю там этим летом, а потом вернусь в Палермо».

Он ответил: «Вы не вернетесь в Палермо. Бог знает что случится к этой осени! Вы не можете туда вернуться».

Я возразил: «Ну, у меня есть обратный билет. Будем надеяться на лучшее».

Однако еще до отъезда я оформил жене и сыну паспорт, потому что я чувствовал, что положение становится опасным. И вот я сел на поезд в Нью-Йорке, на вокзале Гранд-Сентрал, а в Чикаго купил газету. Я до сих пор это помню. Я не забуду этого никогда в жизни. Я раскрыл газету и узнал, что Муссолини начал антисемитскую кампанию и всех уволил. Вот и все. У меня был билет, я поехал в Беркли. Там я начал работу над своими короткоживущими изотопами технеция, но одновременно с этим я стал искать работу. А потом я перевез туда жену[1060].

Над Италией опустилась завеса расизма.

Физики из института на виа Панисперна ощущали, что будущее Италии становится все более мрачным, по меньшей мере с середины 1930-х годов. Как вспоминает Сегре, весной 1935 года он спросил Ферми, почему настроение в группе кажется не таким оптимистичным, как раньше. Ферми посоветовал ему поискать ответ на большом столе, стоявшем в центре читального зала института. Сегре так и сделал и нашел на этом столе атлас мира. Он взял его в руки; атлас сам собой раскрылся на карте Эфиопии, в которую Италия собиралась вторгнуться, чтобы продемонстрировать миру энергию и решимость фашистского государства[1061]. К моменту начала этого вторжения все кроме Амальди уже обдумывали возможность отъезда.

Ферми поехал в Анн-Арбор в летнюю школу Мичиганского университета, отношения с которым завязались у них с Лаурой еще летом 1930 года. Америка ему нравилась. «Ему нравились, – отмечает Сегре, подчеркивая основные интересы Ферми, – хорошо оборудованные лаборатории, та целеустремленность, которую он видел в новом поколении американских физиков, и тот сердечный прием, который оказывали ему научные круги. Высокий уровень оснащенности техникой и обилие удобных приспособлений в Америке до некоторой степени компенсировали отсутствие итальянских красот. Американская политическая жизнь и политические идеалы были неизмеримо привлекательнее фашистской системы»[1062]. Ферми купался в прохладных мичиганских озерах и привыкал к американской кухне. Однако условия жизни в Италии еще не стали достаточно угрожающими, и Лаура, настоящая изящная римлянка до мозга костей, вовсе не спешила расстаться с платанами и античными руинами своего родного города. К тому же проблема антисемитизма в Италии еще не возникла: Муссолини заявил даже, что не собирается преследовать евреев.

Другие сотрудники института были не столь привязаны к Италии. Разетти провел лето этого (1935) года в Колумбийском университете и решил там остаться. Сегре перешел на работу в Палермо, но начал рассматривать возможности переезда в Беркли. Понтекорво перебрался в Париж. Д’Агостино начал работать в итальянском Национальном совете по научным исследованиям. Работу продолжали только Амальди и Ферми. Как вспоминает Амальди, Ферми даже пожертвовал ради эксперимента своим жестким повседневным расписанием:

Мы работали с невероятным упорством. Мы начинали в восемь утра и проводили измерения [они изучали необъяснимые на тот момент различия в поглощении нейтронов разными элементами] почти без перерывов, до шести или семи часов вечера, а часто и того дольше. Измерения… повторялись по мере надобности каждые три или четыре минуты, в течение многих часов, день за днем, пока не позволяли прийти к заключению по очередному конкретному вопросу. Решив одну задачу, мы тут же принимались за следующую… Та работа, которой мы занимались, пока общее положение дел в Италии становилось все более мрачным, сперва в связи с эфиопской кампанией, а затем – с участием Италии в гражданской войне в Испании, проходила у нас под девизом «Физика как сома[1063]»[1064].

В 1936 году, когда в Испании началась гражданская война, которой суждено было продлиться три года, унести миллион жизней и окончательно привести Муссолини на сторону Гитлера, Ферми прочитал летний курс лекций по термодинамике в Колумбийском университете. В январе следующего года Корбино неожиданно умер от пневмонии в возрасте шестидесяти одного года, и на его место был назначен враждебно настроенный обитатель северного крыла второго этажа института, верный идеалам фашизма Антонино Ло Сурдо. «Это говорило о том, что Италия становится все менее благоприятным местом для Ферми»[1065], – отмечает Сегре. «Америка, – пишет он в заключение своего рассказа об этих гнетущих годах, – казалась страной будущего, отделенной океаном от несчастий, безумств и преступлений Европы»[1066].

Аншлюс стал проверкой не только сил Гитлера, но и готовности Муссолини потворствовать его преступлениям. До этого он выступал в роли защитника Австрии; в ночь вторжения в марте 1938 года Гитлер ожидал из Рима ответа на письмо, в котором он изложил оправдания своих действий, в состоянии, близком к истерическому. Телефон зазвонил в 10:25 вечера, и фюрер немедленно схватил трубку. «Я только что вернулся из Палаццо Венеция, – сообщил его представитель. – Дуче воспринял все очень дружелюбно. Он шлет вам свои наилучшие пожелания… Муссолини сказал, что австрийский вопрос для него не существен». Гитлер ответил: «Тогда, пожалуйста, передайте Муссолини, что я этого никогда не забуду! Никогда! Никогда! Что бы ни случилось!.. Как только вопрос с Австрией будет решен, я готов идти с ним в огонь и в воду, куда угодно!»[1067][1068] В мае состоялся триумфальный визит фюрера в Рим; он торжественно проехал по районам, которые спешно подновили по распоряжению дуче, чтобы скрыть то состояние упадка, в котором они находились. В кругу Ферми повторяли передававшийся по всему городу из уст в уста стишок, которым возмущенный римский стихотворец приветствовал приезд нацистского диктатора:

• Рим под картонкой прячет срам
• Всех мраморных развалин:
• Маляр-малютка едет к нам,
• Наш будущий хозяин[1069][1070].

Италия могла бы спастись, мрачно сказал Ферми в разговоре с Сегре, только если бы Муссолини сошел с ума и начал бегать на четвереньках[1071].

Летом 1938 года, 14 июля, вышел антисемитский «Расовый манифест» (Manifesto della Razza), о котором Сегре прочитал в чикагской газете по дороге из Нью-Йорка в Беркли. В манифесте утверждалось, что итальянцы – арийцы, а евреи не принадлежат к итальянской расе[1072]. В Германии такое отвратительное разграничение было уже делом обычным; Италию оно шокировало. Итальянские евреи, составлявшие всего лишь одну тысячную населения страны, были в основном ассимилированы. Двое детей Ферми – его сын Джулио родился в 1936 году – могли не считаться евреями, так как были крещены в католичестве, и их отец номинально был католиком. Но Лаура была еврейкой. На лето она уехала вместе с детьми в Доломитовые Альпы, область Южного Тироля, названную так по магниевому известняку, образующему в этих местах острые, плоские выступы, которые итальянцы называют «лопатами», вокруг широких чашеобразных лугов. В августе озабоченный Энрико приехал с новостями в долину Сан-Мартино-ди-Кастроцца. В начале сентября, когда Муссолини провел свои первые антисемитские законы, семейство Ферми решило эмигрировать, как только удастся уладить свои дела. Ферми написал в четыре американских университета, отправив письма из четырех разных тирольских городков, чтобы не возбуждать подозрений. В ответ он получил приглашения из пяти учебных заведений. Он тайно согласился занять профессорскую должность в Колумбийском университете и уехал к Бору в Копенгаген на ежегодную встречу физического братства.

Месяцем раньше Бора пригласили выступить на специальной сессии II Международного конгресса антропологических и этнологических наук в Хельсингёре (прообразе шекспировского Эльсинора), расположенном на побережье Зеландии к северу от Копенгагена. Самый прославленный гражданин Дании использовал это выступление в замке эпохи Возрождения, чтобы публично бросить перед лицом всего мира вызов расистской политике нацистов. Это было отважное выступление отважного человека. Бор понимал, что крупные демократии Запада вряд ли придут на помощь его маленькой, беззащитной стране, если она в конце концов привлечет внимание Гитлера. Георг Плачек, работавший в Копенгагене богемский теоретик, остротой языка почти не уступавший Паули, уже выразил эту горькую истину в форме афоризма. «Зачем Гитлеру вводить в Данию войска? – саркастически заметил однажды Плачек Фришу. – Он может просто позвонить по телефону, разве нет?»[1073]

Бор противопоставил грубой романтике германских «крови и почвы» тонкие поправки дополнительности. Он говорил о «хорошо известных гуманитариям опасностях суждения со своей собственной точки зрения о культурах, развившихся в других обществах»[1074]. Дополнительность, утверждал он, дает возможность разобраться в этой путанице. В межкультурных сравнениях, как и в физике или психологии, субъект и объект, взаимодействуя, взаимно скрывают друг друга; «мы поистине можем сказать, что разные человеческие культуры дополнительны друг к другу. Действительно, каждая культура представляет собой гармоническое равновесие традиционных условностей, при помощи которых скрытые потенциальные возможности человеческой жизни могут раскрыться так, что обнаружат новые стороны ее безграничного богатства и многообразия»[1075][1076].

Делегация Германии вышла из зала[1077]. Бор продолжал: общей целью всей науки является «постепенное устранение предубеждений»[1078], дополнительное к обычному почтительному определению науки как поисков неоспоримой истины и подкрепляющее его. Бор в большей степени, чем любой другой ученый XX века, осознавал, что наука, общественное учреждение, которому он посвятил свою жизнь, является одной из мощных политических сил мира. Он считал, что назначение науки – освобождение человечества. Согласно выразительной формулировке Ханны Арендт, тоталитаризм стремится, «сдавливая людей общим гнетом, уничтожить всякое расстояние между ними»[1079]. В момент все большего роста опасности для Бора было очень характерно публично противопоставить этой тенденции индивидуалистическую и обогащающую свободу дополнительности.

Не менее типично для Бора было и отвести приехавшего в Копенгаген Ферми в сторонку, взять его за жилетную пуговицу и шепотом сообщить ему, что его кандидатура была выдвинута на Нобелевскую премию, – по традиции, эту тайну никогда не разглашают заранее. Хочет ли Ферми, чтобы с учетом политической ситуации в Италии его имя временно убрали из списка кандидатов, или же он предпочитает, чтобы процедура выборов лауреата продолжалась?[1080] Тем самым Бор недвусмысленно дал понять Ферми, что тот, если хочет, может получить премию в этом, 1938 году, и использовать ее для отъезда с родины, коль скоро, несмотря на всю славу, которую он ей принес, родина теперь угрожает лишить его жену гражданства.

В конце лета 1938 года кембриджский сотрудник Лео Сциларда Морис Голдхабер эмигрировал в Соединенные Штаты и устроился доцентом физического факультета Университета штата Иллинойс[1081]. В сентябре Сцилард приехал в новую квартиру Голдхабера в Шампейне, чтобы закончить совместную работу, которую они начали в Англии, и остался там, чтобы следить за развитием Мюнхенского кризиса; специально ради этого хозяин квартиры купил радиоприемник. Сцилард понимал – так же, как понимал и говорил своим избирателям в конце августа Уинстон Черчилль, – что «вся Европа и весь мир неуклонно идут к кризису, который невозможно оттянуть надолго»[1082][1083]. Как говорил впоследствии Сцилард, прежде, чем окончательно выбрать местом жительства Англию или Соединенные Штаты, он «решил посмотреть, что будет дальше»[1084].

В то время в Судетских горах, на приграничной возвышенности, проходящей через всю Чехословакию от Карпат до Рудных гор, проживало около 2,3 миллиона человек немецкоязычного населения, по большей части горожан, работавших в промышленности, то есть около трети населения Западной Чехословакии, бывшей Богемии. Нацисты очень рано начали вести пропаганду в Судетской области; к 1935 году крупнейшей политической силой в Чехословацкой республике стала псевдонацистская организация[1085]. Чехословакия была для Гитлера следующим после Австрии шагом к осуществлению его мечты о германской экспансии, Lebensraum; кроме того, он не хотел допустить, чтобы Советский Союз мог использовать ее аэродромы и поддержку в будущей войне, которую он уже давно готовил. Судетская область была ключом к Чехословакии. Чехословакия построила укрепления против немецкого вторжения через Судеты. В 1935 году она ограничила права судетских немцев, пытаясь защититься от возможной подрывной деятельности. Гитлер начал свою чехословацкую кампанию еще до аншлюса, провозгласив, что защита судетских немцев – долг рейха. В течение всего лета 1938 года давление Германии на Чехословакию все усиливалось, а западные демократии маневрировали, пытаясь избежать конфронтации.

К тому времени, когда Сцилард начал слушать новый радиоприемник Мориса Голдхабера, чешское правительство ввело в Судетской области полномасштабное военное положение, но в то же время предложило этому региону автономию на условиях, превосходивших требования Судето-немецкой партии. Под влиянием этих событий британский премьер-министр Невилл Чемберлен предложил Гитлеру встречу. Гитлер с готовностью согласился. Он пригласил премьер-министра в Берхтесгаден. Меньше всего на свете он стремился к урегулированию чехословацкого вопроса. Он велел судетским нацистам ужесточить требования. 16 сентября Чемберлен, ехавший на поезде из Мюнхена, услышал по радио их экстремистскую прокламацию: требование немедленного присоединения к Германскому рейху. Вернувшись в Лондон 17 сентября, он рекомендовал согласиться на такую аннексию: Гитлер, по его словам, «был настроен воинственно»[1086].

«Английский и французский кабинеты, – пишет Черчилль, – были в то время похожи на две стиснутые перезрелые дыни, в то время как больше всего был нужен блеск стали. Лишь в одном все они были согласны: с чехами не нужно консультироваться. Их нужно поставить перед совершившимся фактом решения их опекунов. С младенцами из сказки, брошенными в лесу, обошлись не хуже этого»[1087]. Два правительства решили, ссылаясь на «важные условия безопасности»[1088], что Чехословакия должна уступить Германии все свои области, в которых доля немецкого населения составляет более 50 %. Франция имела договорные обязательства перед Чехословакией, но решила их не выполнять. Оказавшись под угрозой изоляции, 20 сентября маленькая республика капитулировала.

Англо-французские предложения предусматривали предоставление немецкоговорящим областям, которые они определяли, права на самоопределение. Гитлер согласился на такое самоопределение на встрече с Чемберленом 16 сентября. Теперь[1089] на Рейне, в пригороде Бонна Бад-Годесберге, рядом с Ремагеном, состоялась новая встреча рейхсканцлера с премьер-министром. Гитлер ужесточил свои требования. «Он сказал мне, – докладывал Чемберлен в палате общин немедленно после этой встречи, – что никогда, ни на мгновение не допускал мысли о том, что я смогу вернуться и заявить, что принцип [самоопределения] был принят»[1090]. Гитлер хотел, чтобы чехи согласились на его условия без самоопределения к 28 сентября – иначе он начнет вторжение. Однако Чемберлен сообщил палате общин, что не считает, что Гитлер намеренно вводил его в заблуждение. Вождь нацистов также сказал премьер-министру, что «это его последнее территориальное притязание в Европе и что у него нет желания включать в рейх народы других рас, кроме германской»[1091].

Чехословакия мобилизовала полтора миллиона человек. Франция провела частичную мобилизацию своей армии. Британский флот был приведен в состояние боевой готовности. Одновременно с этим, возможно, шла тайная борьба между Гитлером и германским Генеральным штабом, который сопротивлялся любому дальнейшему скатыванию к войне. В результате получилась бы патовая ситуация, но Чемберлен снова пошел на уступки. Слово «умиротворение» было тогда названием популярной политики и еще не обрело своего уничижительного звучания.

«Как ужасно, фантастично, невероятно, – заявил премьер-министр, обращаясь к британскому народу по радио вечером 27 сентября, накануне срока поставленного Гитлером ультиматума, – что мы должны рыть окопы и примерять противогазы из-за ссоры, происходящей в далекой стране между людьми, о которых мы ничего не знаем!» Он вызвался «приехать в Германию и в третий раз». Он назвал себя «до глубины души человеком мира»[1092]. Одновременно с этим он отправил Гитлеру письмо с предложением о новой встрече, и на следующий день фюрер согласился его принять. Вечером 29 сентября Чемберлен, французский премьер-министр Эдуар Даладье, Муссолини и Гитлер встретились в Мюнхене. К 2 часам утра четыре руководителя пришли к соглашению о том, что вывод чешских сил из Судетской области должен быть произведен в течение десяти суток, начиная с 1 октября, без самоопределения судетских немцев. Затем по предложению Чемберлена они с Гитлером встретились один на один и дополнительно договорились «рассматривать подписанное прошлой ночью соглашение… как символ желания обоих наших народов никогда более не воевать друг с другом»[1093]. Перед отъездом из Мюнхена фюрер уединился с Муссолини и обсудил с ним участие Италии в будущем вторжении на Британские острова[1094].

Чемберлен улетел домой. Он зачитал совместную декларацию толпе, собравшейся встречать его в аэропорту. Вернувшись в Лондон, он помахал этой декларацией из окна верхнего этажа резиденции премьер-министра. «Во второй раз из Германии на Даунинг-стрит привезен почетный мир, – сказал он многочисленным слушателям, стоявшим на улице. – Я верю, что это мир для нашего поколения»[1095].

На следующее утро, когда возле Кларендонской лаборатории в Оксфорде собралась группа ученых-беженцев, обсуждавших Мюнхенское соглашение, к ним подъехал Фредерик Линдеман. Черчилль назвал раздел Чехословакии равнозначным «полной капитуляции западных демократий перед угрозой столкновения с нацизмом»[1096]. Линдеман, бывший доверенным советником Черчилля, испытывал к этой сделке такое же отвращение. Один из беженцев спросил его, не думает ли он, что Чемберлен припрятал что-то за пазухой. «Нет, – рявкнул Профессор, – скорее наложил в штаны»[1097].

После этого Линдеман получил телеграмму:

В СВЯЗИ С МЕЖДУНАРОДНОЙ СИТУАЦИЕЙ С ОГРОМНЫМ СОЖАЛЕНИЕМ ОТЛОЖИЛ ПЕРЕЕЗД НА НЕОПРЕДЕЛЕННОЕ ВРЕМЯ ТЧК БУДУ ОЧЕНЬ ПРИЗНАТЕЛЕН ЗПТ ЕСЛИ ВЫ СМОЖЕТЕ ЗАЧЕСТЬ ОТСУТСТВИЕ КАК НЕОПЛАЧИВАЕМЫЙ ОТПУСК ТЧК ПОДРОБНОСТИ ПИСЬМОМ ТЧК ПОЖАЛУЙСТА ПЕРЕДАЙТЕ ВСЕМ МОИ ИСКРЕННИЕ НАИЛУЧШИЕ ПОЖЕЛАНИЯ В ЭТИ ДНИ ТРУДНЫХ РЕШЕНИЙСЦИЛАРД[1098]

Пока развивался этот кризис, Сцилард и Голдхабер нашли время написать статью о серии экспериментов с индием, которые они начали в Англии в 1937 году; Голдхабер завершил их перед отъездом в Соединенные Штаты вместе со своим студентом из Австралии Р. Д. Хиллом. Сцилард думал, что индий может быть кандидатом на возбуждение цепной реакции, но результаты экспериментов показали, что радиоактивность индия, которая казалась Сциларду перспективной, порождается реакцией нового типа, неупругим нейтронным рассеянием без захвата или потери нейтронов. Сцилард был обескуражен. «По мере расширения моих знаний о ядерной физике, – говорил он впоследствии, – моя вера в возможность цепной реакции постепенно ослабевала»[1099]. Если бы обнаружилось, что и другие виды излучения также порождают радиоактивность индия, не производя нейтронов, то у него не осталось бы кандидатов на умножение нейтронов и ему пришлось бы отказаться от своей веры в процесс, который он по-прежнему называл «лунным миражом». Этот последний эксперимент должны были провести его друзья в Рочестерском университете в штате Нью-Йорк, куда он должен был поехать в начале декабря[1100].

Когда Отто Ган открыл номер Comptes Rendus за сентябрь 1938 года, он испытал настоящий шок. В журнале была напечатана вторая часть проведенного Кюри и Савичем исследования таинственной 3,5-часовой активности урана; наиболее спорный вывод, содержавшийся среди многочисленных догадок этой статьи, гласил: «В целом свойства R _3.5h соответствуют свойствам лантана, отделить от которого этот изотоп невозможно без фракционирования[1101]»[1102].

Кюри и Савич полагали, что активность R _3.5h можно по меньшей мере частично отделить от лантана. По-видимому, им не приходило в голову, что вещество, кристаллизующееся из раствора, может быть другим радиоактивным элементом с близким периодом полураспада, а 3,5-часовой лантан может оставаться в растворе. Они все еще не могли поверить – как не мог поверить никто другой, – что бомбардировка урана может приводить к возникновению элемента, расположенного в периодической системе за тридцать пять мест от урана. Канадский радиохимик, бывший тогда в Далеме, вспоминает реакцию их немецкого критика: «Легко представить себе, насколько поражен был Ган… Он сразу же заявил, что такого просто не может быть, что Кюри и Савич чрезвычайно сильно заблуждаются»[1103].

Несмотря на свою угрозу Жолио, высказанную в мае, Ган еще не повторил работы Кюри и Савича. Теперь он передал выпуск Comptes Rendus Фрицу Штрассману. Штрассман изучил французскую статью и предположил, что у этой неразберихи может быть физическая причина – смешение двух радиоактивных веществ в одном растворе[1104]. Он сказал об этом Гану. Ган рассмеялся – такой вывод казался маловероятным. С другой стороны, его стоило проверить. Пока в Европе разгорался чехословацкий кризис, два исследователя занимались в мирном Далеме бомбардировкой урана. Они использовали лантановый носитель, чтобы осадить редкоземельные элементы вроде актиния (если таковые будут), и бариевый носитель, чтобы осадить щелочноземельные элементы вроде радия (если таковые будут). Вещества-носители позволяют выделить из материнского раствора те несколько тысяч атомов дочерних веществ, которые образуются в результате нейтронной бомбардировки. Химически сходное дочернее вещество, которое можно выявить по его характерному периоду полураспада, заполняет свободные места в кристаллах носителя при образовании этих твердых веществ с регулярной структурой в процессе химического осаждения и, таким образом, выводится из раствора. По тому, какому именно носителю удается вывести из раствора дочернее вещество, можно понять, к какой части периодической системы оно принадлежит. После этого остается только отделить дочернее вещество от вещества-носителя методом фракционной кристаллизации, по-прежнему отслеживая его по характерным параметрам его радиоактивности.

В результате упорной работы в течение недели Гану и Штрассману удалось идентифицировать не менее шестнадцати разных активностей. Самые поразительные результаты дало разделение с использованием бария: они обнаружили три ранее неизвестных изотопа, которые они посчитали изотопами радия. В ноябре они сообщили о своих находках в журнале Naturwissenschaften. Образование из урана радия, элемента 88, указывали они, «вероятно, происходит в результате последовательного испускания двух альфа-частиц»[1105].

Если физикам было трудно поверить, что бомбардировка медленными нейтронами может вызвать образование тория (90) или актиния (89), то поверить в то, что она может приводить к образованию радия, им было еще труднее. Лиза Мейтнер прислала из Стокгольма предостерегающее письмо, настоятельно советуя двум химикам еще и еще раз проверить полученные результаты[1106]. Бор пригласил Гана прочитать лекцию об этих странных открытиях в Копенгагене и попытался выдумать достаточно безумное объяснение:

Бор был настроен скептически и спросил меня, не кажется ли мне такая возможность чрезвычайно маловероятной… Мне пришлось ответить, что других объяснений не существует, так как наш искусственный радий удается выделить только с использованием в качестве носителя значительного количества бария. Поэтому кроме радия присутствует только барий, и нет никаких сомнений, что получающееся вещество не может быть ничем, кроме радия. Бор предположил, что эти наши новые изотопы радия, возможно, могут в конце концов оказаться неизвестными трансурановыми элементами[1107].

Таким образом, теперь Ган и Штрассман полностью сосредоточили свое внимание на трех из шестнадцати радиоактивных веществ, которые обнаружили при нейтронной бомбардировке урана, – трех спорных активных веществах, выделяемых из раствора барием.

Ранним утром 10 ноября Лауру Ферми разбудил телефонный звонок. Оператор сообщил ей, что в шесть вечера профессор Ферми может ожидать разговора со Стокгольмом.

Ферми, немедленно проснувшийся после того, как жена сообщила ему эту новость, оценил вероятность того, что вечерний звонок будет извещением о присуждении ему Нобелевской премии, в 90 %. Как обычно, до этого он строил свои планы с осторожностью, не рассчитывая на премию. Сразу после Нового года супруги Ферми собирались уехать в Соединенные Штаты. Официально считалось, что Ферми едет на семь месяцев читать лекции в Колумбийском университете, а затем вернется в Италию. Для пребывания в США длительностью более шести месяцев требовалась не туристская, а иммиграционная виза, а поскольку Ферми был ученым, он и его родные могли получить такую визу сверх квоты, выделенной для итальянцев. Уловка с курсом лекций была придумана, чтобы уклониться от суровых ограничений: гражданам Италии, уезжающим из страны навсегда, разрешалось вывозить с собой только средства, эквивалентные пятидесяти долларам. Но осуществление этого плана требовало осторожности. Чтобы не возбуждать подозрений, Ферми не могли продать свое имущество или снять все деньги со своего сберегательного счета. Поэтому денежная часть Нобелевской премии была бы для них настоящим даром небес.

Тем временем они осторожно вкладывали средства в то, что Ферми называл «приданым беженца». У Лауры была новая бобровая шуба, а в самый день звонка из Стокгольма они отправились покупать дорогие часы, чтобы отвлечься от ожидания. Покупать бриллианты, которые нужно было регистрировать, они не решались.

Около шести часов зазвонил телефон. Звонила Джинестра Амальди, которая спрашивала, получили ли они уже какие-нибудь известия. Она сообщила, что все собрались у Амальди и ждут звонка. Ферми включили шестичасовые новости. Лаура надолго запомнила их содержание:

Холодный, отчетливый, безжалостный голос диктора зачитывал второй пакет расистских законов. Новые законы ограничивали гражданские права евреев и занятия, к которым они допускались. Дети евреев исключались из государственных школ. Евреи-учителя увольнялись. Евреи-адвокаты, врачи и другие специалисты могли практиковать лишь в среде еврейских клиентов. Многие еврейские фирмы закрывались. «Арийской» прислуге не разрешалось работать у евреев или жить в их домах. Евреи лишались всех гражданских прав, а их паспорта отбирались[1108][1109].

К тому времени в паспортах евреев уже были поставлены особые отметки. Ферми удалось сохранить паспорт жены «чистым».

Они, вероятно, услышали и новости из Германии: накануне ночью там прошел грандиозный погром, получивший название Kristallnacht, «Хрустальная ночь». 7 ноября семнадцатилетний студент из польских евреев, мстивший за бесчеловечное обращение с его родителями в Польше[1110], совершил покушение на Эрнста фом Рата, третьего секретаря посольства Германии в Париже. 9 ноября фом Рат умер, и его смерть послужила сигналом к началу всеобщего антисемитского погрома. Разъяренные толпы поджигали синагоги, громили предприятия и магазины, вытаскивали еврейские семьи из домов и избивали их на улицах. Погибло не менее ста человек. Количество зеркального стекла магазинных витрин, разбитого в эту ночь по всему Третьему рейху, составило половину годового объема производства бельгийских фабрик, на которых это стекло изготовлялось. Около тридцати тысяч мужчин-евреев – «особенно богатых»[1111], подчеркивалось в приказе, – были арестованы СС и отправлены в концентрационные лагеря Бухенвальд, Дахау и Заксенхаузен, освободиться из которых они могли, только отдав все свое имущество и немедленно эмигрировав.

Ферми позвонили из Стокгольма. Нобелевская премия была присуждена ему одному за «открытие новых радиоактивных веществ, принадлежащих к целому роду элементов, и совершенному в ходе этой работы открытию селективной способности медленных нейтронов»[1112]. Семья Ферми получила надежные средства к бегству от окружавшего ее безумия.

За несколько дней до приезда Ферми Лиза Мейтнер написала Отто Гану о своих тревогах. «Большую часть времени я чувствую себя заводной куклой, которая работает в автоматическом режиме, – рассказывала она своему старому другу, – со счастливой улыбкой и без настоящей жизни. По этому Вы можете судить, насколько производительно я работаю. И все же в конечном счете я благодарна за это, потому что это заставляет меня сосредоточиваться, что не всегда легко». Она сожалела, что у Гана снова разыгрался ревматизм, и беспокоилась, что он о себе не заботится; спрашивала о Планке и фон Лауэ, называя их прозвищами – Макс старший и Макс младший, – которые придумали им Ган и Мейтнер; она передавала привет жене Гана Эдите и интересовалась, что он запланировал на Рождество для своего сына. Его работа с ураном казалась ей «действительно очень интересной»[1113]. Она выражала надежду, что вскоре сможет написать еще.

Она жила в маленьком гостиничном номере – места едва хватало, чтобы разобрать чемоданы, – и плохо спала. Ей говорили, что она слишком похудела[1114]. Хуже того, условия в Физическом институте не соответствовали ее ожиданиям. Ее шведская подруга, с которой она познакомилась в Берлине, Ева фон Бар-Бергиус[1115], занимавшаяся физикой и читавшая лекции в Университете Упсалы, помогала ей с обустройством и постепенно сообщала неприятные новости. Манне Сигбан не хотел оставлять Мейтнер у себя. Он жаловался, что у него нет на нее денег; он мог предоставить ей место для работы, но не более того. Фон Бар-Бергиус попыталась получить грант Нобелевского фонда. Однако он не позволял оплачивать оборудование или нанимать ассистентов. Мейтнер винила себя: «Разумеется, я сама во всем виновата; мне нужно было гораздо лучше и гораздо раньше подготовиться к отъезду, по меньшей мере запастись чертежами самых важных приборов [необходимых для работы]»[1116].

Она была сильной женщиной, но сейчас чувствовала себя несчастной и одинокой. Ган отвечал ей сочувственно. В середине месяца она благодарила его за его «прекрасное письмо», но потом ее тон изменился, и она перешла к обвинениям в безразличии: «Что до меня, я иногда подозреваю, что Вы не понимаете моего образа мыслей… Сейчас я совершенно не знаю, заботят ли кого-нибудь мои проблемы и разрешатся ли они когда-нибудь»[1117].

Ган занимался делами Мейтнер наравне со своими собственными. Взяв ее мрачное письмо, он ринулся в налоговое управление, отвечавшее за инвентаризацию ее мебели и прочего имущества, которое должно было быть ей отправлено, и разыграл там, по его собственным словам, «небольшой припадок моего “возбуждения”», после чего «дела пошли несколько лучше»[1118]. Вечером в понедельник 19 декабря он написал об этом Мейтнер из института. Только после этого он перешел к описанию причин, по которым он все еще находился в лаборатории:

Среди всего этого я работаю, сколько могу, – и Штрассман тоже неустанно работает – над урановой активностью… Сейчас почти 11 вечера; в 11:30 вернется Штрассман, и тогда я смогу подумать о том, чтобы идти домой. На самом деле в этих «изотопах радия» есть нечто настолько странное, что пока что мы рассказываем об этом только Вам. Периоды полураспада трех изотопов определены совершенно точно; их удается отделить от всех элементов, кроме бария; все процессы работают, ка должны. За исключением одного-единственного – если только речь не идет о чрезвычайно необычных совпадениях; фракционирование не работает. Наши изотопы радия ведут себя как барий[1119].

Ган и Штрассман работали в трех помещениях на первом этаже Химического института кайзера Вильгельма, того самого здания с куполом в форме Pickelhaube: они использовали большую личную химическую лабораторию Гана к северу от главного холла, измерительную комнату, находившуюся напротив, в ближнем конце крыла, вытянутого на северо-запад вдоль Фарадейвег, и комнату для облучения, расположенную в дальнем конце того же крыла[1120]. Они разделили этапы облучения, измерения и химической обработки, чтобы исключить загрязнение одного этапа радиацией других. Все помещения были оборудованы рабочими столами из неполированной сосны; изготовивший их плотник позаботился придать ножкам столов изящную коническую форму. На столе в комнате для облучения стояли похожие на бисквитные кексы парафиновые цилиндры цвета пчелиного воска, в которых были просверлены отверстия для установки нейтронных источников – каждый из них состоял из смеси одного грамма радия в составе солей с бериллиевым порошком. В измерительной комнате располагались самодельные счетчики Гейгера, закрепленные в свинцовых защитных футлярах с откидными крышками и соединенные тонкими спиральными проводами с собранными на перфорированных платах усилителями на покрытых серебром вакуумных лампах, похожих на перевернутые цветочные бутоны. Усилители приводили в действие блестящие механические латунные таймеры с наклонными миниатюрными окошками, в которых появлялись черные цифры. На полке, установленной под столом, располагался источник питания системы, собранный из обернутых в картон сухих 90-вольтовых аккумуляторных батарей марки Pertrix. На лабораторном столе Гана стояли штативы, мензурки, колбы, воронки и фильтры для радиохимических исследований[1121]. Оба исследователя регулярно перемещались со своей работой из помещения в помещение через интервалы, определявшиеся длительностью периодов полураспада тех изотопов, которые они изучали. В воздухе стоял жгучий запах нитратов, смешанный с ароматом неизменных сигар Гана.

На пятьдесят девятом году жизни Ган несколько сутулился, но выглядел моложе своих лет. Его волосы поредели, а брови стали кустистее; он подбрил навощенные прусские усы, которые носил в молодости, до самого края верхней губы; его карие глаза по-прежнему светились теплотой. К этому времени он был, вне всякого сомнения, лучшим в мире радиохимиком. Для разгадки тайны урана ему потребовался весь опыт, накопленный за сорок лет работы.

В начале декабря они со Штрассманом заново начали исследование трех «радиевых» изотопов, пытаясь получить более чистое отделение от урана. Штрассман предлагал использовать в качестве носителя не обычный сульфат бария, а хлорид бария, потому что, как объясняет Ган, хлорид «образует прекрасные кристаллики»[1122] исключительной чистоты. Они хотели убедиться в том, что выделенное вещество не загрязнено другими продуктами бомбардировки с близкими периодами полураспада: именно эта проблема завела в тупик Кюри и Савича. Процедура получения изотопа с 86-минутной активностью, который они назвали «Ra-III», требовала облучения приблизительно пятнадцати граммов очищенного урана в течение двенадцати часов, выдержки в течение нескольких часов, за которые активность более интенсивного 14-минутного изотопа Ra-II должна была отойти на второй план в результате его распада, добавления хлорида бария в качестве носителя и завершения разделения. Ra-III выделялся из уранового раствора вместе с барием, но затем, при кристаллизации бария, он никак не хотел отделяться от него. Вместо этого он кристаллизовался вместе с барием.

«Попытки отделить наши искусственные “изотопы радия” от бария этим методом оставались безуспешными, – рассказывал Ган в своей нобелевской лекции; – никакого обогащения “радия” не происходило. Было естественно приписать эту неудачу исключительно низкой интенсивности наших препаратов. Речь всегда шла всего лишь о нескольких тысячах атомов, обнаружить которые как индивидуальные частицы можно было только при помощи счетчика Гейгера – Мюллера. Такое небольшое число атомов могло быть унесено значительно превосходящим количеством неактивного бария без сколько-нибудь заметного увеличения или уменьшения»[1123]. Чтобы проверить эту возможность, они достали со склада хорошо известный изотоп радия, с которым они часто работали, так называемый мезоторий. Они растворили его настолько, чтобы его активность соответствовала слабой активности нескольких тысяч атомов Ra-III, а затем провели с ним осаждение барием и фракционирование. Он отделился от бария без остатка. Методика была не виновата.

В субботу 17 декабря, на следующий день после того, как Ган ходил в налоговое управление разбираться с мебелью Мейтнер, они со Штрассманом произвели еще одну героическую проверку. Они смешали Ra-III с разбавленным мезоторием, а затем провели совместное осаждение и фракционирование обоих веществ. После этого химическое доказательство уже не вызывало сомнений, что бы оно ни означало с точки зрения физики: после кристаллизации бариевого носителя мезоторий остался в растворе, а Ra-III кристаллизовался вместе с барием, равномерно и неотделимо распределившись по его чистым кристалликам. Ган отметил этот день воодушевленной записью в своем карманном дневнике: «Интереснейшее фракционирование радия/бария/мезотория»[1124][1125].

Казалось, что их «радиевые» изотопы должны быть барием, элементом 56 с массой и зарядом чуть более половины массы и заряда урана. Ган и Штрассман с трудом могли в это поверить. Они придумали еще более убедительный опыт. Если их «радий» действительно был радием, то при бета-распаде он должен был превращаться в следующий элемент периодической системы, актиний (89). Если же это был барий (56), то его бета-распад должен был давать следующий за ним элемент – лантан (57). А лантан можно отделить от актиния методом фракционирования. Этот решающий опыт они провели вечером понедельника 19 декабря, когда Ган отправил свои новости Мейтнер.

«Может быть, Вы сможете предложить какое-нибудь фантастическое объяснение, – писал он. – Мы понимаем, что на самом деле уран не может распадаться в барий… Попробуйте придумать какую-нибудь другую возможность. Изотопы бария с атомным весом, значительно большим 137? Если Вы сможете придумать что-нибудь, что можно будет опубликовать, то мы все же будем авторами этой работы все втроем. Нам не кажется, что тут таится какая-то глупость или что нас вводит в заблуждение загрязнение»[1126].

В заключение своего письма он по-дружески пожелал ей «хотя бы сносного» Рождества[1127]. Фриц Штрассман передавал «очень теплый привет и наилучшие пожелания»[1128]. Поздней ночью, возвращаясь домой, Ган отправил свое письмо в Стокгольм.

На следующий день два исследователя ненадолго отвлеклись от своих измерений ради рождественской вечеринки Институтов кайзера Вильгельма, хотя в отсутствие Мейтнер она не доставила Гану большой радости[1129]. Они продолжали свой опыт с актинием и лантаном параллельно с работой над радием и барием. После вечеринки институт закрывался на рождественские каникулы; они продолжали диктовать машинистке до самого закрытия, но так и не успели закончить свой отчет. Ган позвонил в журнал Naturwissenschaften Паулю Розбауду, рассказал ему о новых результатах и попросил оставить место в следующем выпуске[1130]. Розбауд был готов изъять из журнала какую-то менее срочную статью, но предупредил, что должен будет получить рукопись не позже пятницы 23 декабря. Ган договорился с лаборанткой, что в четверг она поработает вместо машинистки. Тем временем они со Штрассманом продолжали работать вдвоем.

Отправленное в понедельник вечером письмо Гана пришло в Стокгольм к Мейтнер в среду 21 декабря. Его содержание было потрясающим; она увидела, что, если в результатах не было ошибки, это означало, что ядро урана делится на части. Она немедленно написала в ответ:

Ваши радиевые результаты поразительны. Процесс, работающий с участием медленных нейтронов и дающий барий!.. Пока что мне трудно согласиться с гипотезой о таком крупномасштабном разрыве, но мы уже встречали в ядерной физике столько неожиданностей, что сказать о чем бы то ни было без колебаний «это невозможно» просто нельзя[1131].

Как она написала Гану, в пятницу она уезжала на недельные каникулы в деревню Кунгэльв на западе Швеции: «Если Вы будете писать мне в это время, пожалуйста, пишите туда». Она передавала ему и его семье «самые теплые приветы… с любовью и пожеланиями всего наилучшего в Новом году»[1132].

В этот день Ган и Штрассман закончили опыт с актинием и лантаном – и подтвердили, что лантан получается при распаде бария. Поздним вечером, когда они уже выключили счетчики, Ган снова написал своей находящейся в изгнании коллеге. Статья еще не была закончена; одна из фраз его письма в конечной редакции была сформулирована более осторожно: «Наши опыты с радием побуждают нас заключить, что три тщательно исследованных изотопа представляют собой не радий, а, с точки зрения химика, барий».

Ган надеялся, что Мейтнер сможет быстро найти какое-нибудь физическое объяснение этим беспрецедентным химическим результатам. Это придало бы его выводам больший вес и позволило бы включить Мейтнер в число соавторов статьи, что было бы самым лучшим рождественским подарком. Получив подтверждение из опыта с лантаном, он не мог дольше ждать. Он и так уже скрывал новую информацию от физиков своего собственного института и нового Физического института, открывшегося по соседству. Другие исследователи – например, Кюри и Савич – вполне могли сделать такое же открытие. Каким бы ни было объяснение, открытие это явно было чрезвычайно важным – речь шла о реакции, не похожей ни на какую из уже известных. «Мы не можем замалчивать результаты, – писал Ган Мейтнер, – даже если они и кажутся абсурдными с точки зрения физики. Как Вы понимаете, если Вы найдете альтернативное [объяснение], это будет благим делом. Когда мы закончим, завтра или послезавтра, я отошлю Вам экземпляр рукописи… Все это не очень-то подходит для Naturwissenschaften. Но они быстро напечатают статью»[1133].

Ган отправил это письмо в Стокгольм. Он еще не знал, что Мейтнер уезжает на каникулы в Кунгэльв.

Работа Лео Сциларда в Рочестерском университете подтвердила, что облучение индия не приводит к производству нейтронов. 21 декабря, когда Ган и Мейтнер обменивались своими возбужденными письмами, Сцилард написал в британское Адмиралтейство:

Страницы: «« « 12345678 » ... »»