Создание атомной бомбы Роудс Ричард

Дальнейшие эксперименты… дали несомненное объяснение аномалиям, которые я наблюдал в 1936 году… С учетом этой новой работы сохранение [моего] патента более не кажется теперь необходимым… и рассекречивание этого патента также не принесло бы никакой пользы. В связи с этим я прошу о полной отмене этого патента[1134].

Как Сцилард говорил впоследствии, его вера в возможность цепной реакции «почти что совсем исчезла»[1135].

Исходно Ган и Штрассман назвали свою статью «Об изотопах радия, полученных в результате нейтронной бомбардировки урана, и их поведении». Получив новые данные, они поняли, что «радий» тут не годится. Сначала они хотели заменить во всей статье «радий» на «барий». Но большая часть статьи была написана до того, как они получили подтверждение своей гипотезы из опыта с лантаном. Статью пришлось бы переписать от начала до конца, «особенно, – говорит Ган задним числом, – поскольку с учетом этого результата значительная ее часть уже не представляла особого интереса»[1136]. Надвигалось Рождество, приближался последний срок сдачи статьи, им не хватало времени. Они решили хоть как-нибудь приспособить то, что у них уже было. Результат мог получиться неизящным, но оттого не менее действенным. Они заменили «изотопы радия» в заглавии на ни к чему не обязывающее выражение «щелочноземельные металлы» – и барий, и радий действительно относятся к щелочноземельным металлам, так же как бериллий, магний, кальций и стронций. Во всем тексте рукописи они взяли многочисленные упоминания радия и актиния в кавычки. После этого они добавили в конце статьи еще семь осторожно сформулированных абзацев.

«Теперь нам остается обсудить некоторые более новые эксперименты, – начинался этот финальный раздел, – которые мы публикуем не без некоторых колебаний, обусловленных странностью их результатов». После этого они вкратце описали свои опыты:

Мы стремились к не вызывающему сомнений определению химических свойств материнских элементов радиоактивного ряда, которые мы выделили при помощи бария и называли «изотопами радия». Мы провели фракционную кристаллизацию и фракционное осаждение в соответствии с хорошо известными методами концентрирования (или разбавления) радия в растворах солей бария…

При проведении соответствующих проверок на образцах радиоактивного бария, не содержащих каких-либо продуктов позднейшего распада, результаты всегда были отрицательными. Активность была распределена по всем фракциям бария равномерно… Мы пришли к заключению, что наши «радиевые изотопы» обладают свойствами бария. Как химики, мы должны утверждать, что новые продукты представляют собой не радий, а собственно барий. Возможность того, что они являются какими-либо другими элементами кроме радия или бария, совершенно исключена.

Затем они описывали работу с актинием, выделяли отличия своей работы от работ Кюри и Савича и указывали, что все так называемые трансураны следует исследовать повторно. Не решаясь окончательно присвоить прерогативы физиков, они заканчивали статью на несколько неуверенной ноте:

Как химики, мы должны бы были пересмотреть приведенную выше схему распада и вставить в нее вместо символов Ra, Ac, Th [торий] символы Ba, La, Ce [церий]. Однако, будучи «ядерными химиками» и работая очень близко к области физики, мы пока что не отваживаемся сделать столь решительный шаг, противоречащий всем ранее известным законам ядерной физики. Возможно, могла возникнуть последовательность необычных совпадений, приведшая нас к получению ложных показаний[1137].

Пообещав в заключение продолжать эксперименты, они были готовы сообщить о своих результатах миру. Уже отправив статью по почте, Ган почувствовал, что все это настолько невероятно, «что мне захотелось снова достать эти бумаги из почтового ящика»[1138][1139]; по другой версии, Пауль Розбауд тем же вечером зашел в институт за статьей. Обе эти истории сохранились в позднейших воспоминаниях Гана. Поскольку Розбауд понимал важность этой статьи и пометил ее получение 22 декабря 1938 года, вероятно, что он забрал ее лично. Но и Ган ходил этой ночью к почтовому ящику, чтобы отправить копию своей эпохальной статьи в Стокгольм Лизе Мейтнер. Возможно, та озабоченность, о которой он вспоминал впоследствии, была связана с неловкостью, которую он чувствовал из-за того, что статья должна была быть опубликована без ее участия, – или же со смутными предчувствиями того, какие роковые последствия может иметь это открытие.

Шведский городок Кунгэльв – что означает «королевская река» – расположен километрах в пятнадцати к северу от крупного портового города Гётеборга и в десяти километрах от побережья пролива Каттегат. Река Нордре-Эльв – северный рукав реки Гёта-Эльв, которая берет начало в озере Венерн, крупнейшем пресноводном озере Западной Европы; в Кунгэльве она образовала обращенный на юг крутой гранитный обрыв Фонтин высотой около 100 метров. Современный город вытянут вдоль единственной вымощенной булыжником улицы на узкой полке между обрывом и рекой, прижатой к гранитной стене.

Исходно деревня, называвшаяся тогда Кунгаэлла, была основана норвежцами около 800 года в несколько менее стесненном месте ниже по течению. Однако в Кунгэльве посреди реки поднимается как бы окруженный естественным рвом холмистый остров; обрыв Фонтин еще более увеличивает оборонительные преимущества этого места. В 1308 году, когда здесь проходила граница между Норвегией и Швецией, норвежцы начали на этом острове сооружение монументальной гранитной крепости Бохус (Bohus fstning, т. е. «крепость короля Бохуса»), покрытые дерном, уступчатые, мощные стены которой образуют настоящий лабиринт, ведущий вглубь острова и вверх по склонам холма, к господствующей над всей прибрежной долиной цилиндрической башне с толстыми каменными стенами и конической крышей. Расположение трех глубоких окон, прорезающих стены башни, – двух сверху, третьего ниже и между ними – случайно придало ей сходство с лицом, глядящим пустыми глазами в сторону скалы Фонтин. Чтобы смягчить пугающее впечатление, которое производит это лицо, местные жители дали башне прозвище Фарс-Хатт, то есть «Папина шляпа», уподобив ее голове рабочего в колпаке. За четыреста лет активного использования крепость Бохуса осаждалась четырнадцать раз[1140]; поселения, расположенные в долине, каждый раз предавались огню, а на кладбище, находящемся под стенами крепости на острове, появлялись все новые могилы.

В 1612 году деревня была перенесена выше по реке, на остров. С XV по XIX век Норвегией правили датчане; в 1658 году они уступили Швеции провинцию Бохуслен, в которой находится Кунгэльв, по условиям Роскилльского мира. В 1676 году случился пожар, уничтоживший островную деревню, и ее жители перебрались на более безопасное место на узком берегу. Они проложили улицу и построили ряд домов, отходящий к западу и востоку от мощенной булыжником рыночной площади, устроенной в том месте, где прибрежная полоса становится достаточно широкой[1141]. Несмотря на присутствие крепости Кунгэльв – место мирное, особенно зимой, когда река замерзает и снег толстым слоем покрывает землю. В аккуратных деревянных домах городка, окрашенных в пастельные тона, можно найти уютные комнаты с корабельными сундуками, горками с фарфором, кружевными занавесками и угловыми каминами, облицованными декоративной плиткой, пропахшие кофе и свежей выпечкой. В 1927 году Ева фон Бар-Бергиус и ее муж построили там свой дом, большего размера, чем большинство старых домов Кунгэльва, но в том же стиле. В 1938 году Лиза Мейтнер была в Стокгольме совсем одна. Отто Фриш был в одиночестве в Копенгагене; его мать, сестра Мейтнер, оставалась в Вене, и свяаться с ней было невозможно; его отец попал после «Хрустальной ночи» в Дахау. Поэтому Бергиусы любезно пригласили тетку и племянника на рождественский обед в Кунгэльв[1142].

Мейтнер уехала из Стокгольма в пятницу утром, за два дня до Рождества. Фриш приехал из Дании на железнодорожном пароме. Его тетка прибыла раньше и поселилась в тихой гостинице на Вестра-гатан, Западной улице, в которой должны были жить они оба, – бледно-зеленом здании, очень похожем на скромные соседние дома, но имевшем расположенное на первом этаже кафе[1143]. К северу от гостиницы вытянулась вдоль улицы затененная полоса сада; над низкорослыми деревьями сада нависала темная скала. С другой стороны, за гостиницей, открывалась покрытая снегом пойма реки, переходящая в редкий лес. Дом Бергиусов находился в нескольких минутах ходьбы на восток, за рыночной площадью и белой церковью. Фриш и Мейтнер устали в пути и встретились в тот вечер, когда прибыл Фриш, лишь на короткое время[1144].

Этой зимой Фриш изучал в Копенгагене магнитные свойства нейтронов. Для продолжения работы ему было необходимо сильное, однородное магнитное поле, и по дороге в Кунгэльв он набросал схему большого магнита, который собирался спроектировать и построить[1145]. Утром накануне Рождества он спустился из своего номера, готовый заинтересовать тетку своими планами. Она уже завтракала и не собиралась разговаривать о магнитах: она принесла с собой письмо Гана от 19 декабря и настояла, чтобы Фриш прочитал его[1146]. Так он и сделал. «Барий… – сказал он ей. – Я в это не верю. Тут какая-то ошибка»[1147]. Он попытался перевести разговор на свой магнит; Мейтнер снова вернула его к барию. «В конце концов, – говорит Мейтнер, – мы оба погрузились в мою задачу»[1148]. Они решили прогуляться и посмотреть, что они смогут придумать.

Фриш привез с собой равнинные лыжи и хотел их использовать. Он опасался, что тетка не будет за ним поспевать. Она заверила его, что сможет идти пешком с той же скоростью, с какой он – на лыжах. И это действительно ей удалось. Он взял свои лыжи, и они отправились в путь, вероятно, на восток, к рыночной площади Кунгэльва, выходившей на пойму реки, затем через замерзшую реку и в расположенное за нею редколесье.

«Но это же невозможно, – говорили они, как вспоминает Фриш, пытаясь вместе понять эти результаты. – Нельзя же одним ударом отколоть от ядра сотню частиц. Нельзя даже разрезать ядро пополам. Если оценить ядерные силы, все связи, которые для этого необходимо разорвать одновременно, – цифра получится фантастической. Совершенно невозможно, чтобы ядро было на это способно»[1149]. Тридцать лет спустя Фриш описал их тогдашние мысли более формальным образом:

Но как из урана мог получиться барий? До сих пор от ядра не удавалось отделить более крупные фрагменты, чем протоны или ядра гелия (альфа-частицы), и мысль о возможности одновременного отделения большого числа таких фрагментов можно было отбросить; для этого не имелось достаточной энергии. Невозможно было и расколоть ядро урана на две части. Ядро не было подобно хрупкому твердому телу, которое можно было бы расколоть или разбить; Бор подчеркивал, что ядро гораздо более похоже на каплю жидкости[1150].

Возможно, разделение ядра можно было представить себе в модели жидкой капли. Они присели на бревно. Мейтнер нашла в своей сумочке клочок бумаги и карандаш. Она стала рисовать круги. «Не может ли это быть чем-то в таком роде?»[1151]

Фриш говорит: «Надо сказать, что она всегда страдала отсутствием трехмерного воображения, а у меня эта способность была развита довольно хорошо. По-видимому, мне в голову в конце концов пришла та же самая идея, и я нарисовал нечто похожее на круг, сдавленный в двух противоположных точках»[1152].

«Ну да, – сказала Мейтнер, – это я и имела в виду»[1153]. Она хотела нарисовать то же, что нарисовал Фриш, жидкую каплю, вытянутую наподобие гантели, но нарисовала ее с торца, обозначив перемычку гантели пунктирным кружком меньшего размера внутри большего сплошного круга.

Фриш говорит: «Я помню, как в тот же момент немедленно подумал о том, что электрический заряд уменьшает поверхностное натяжение». Капля жидкости удерживается от распада поверхностным натяжением, а ядро – аналогичным сильным взаимодействием. Однако электрическое отталкивание протонов, содержащихся в ядре, действует против сильного взаимодействия, причем чем тяжелее элемент, тем сильнее становится это отталкивание. Фриш продолжает:

Я тут же принялся вычислять, насколько именно уменьшается поверхностное натяжение ядра. Не знаю, откуда мы взяли все эти цифры, но мне кажется, что у меня должно было быть некое ощущение величины энергий связи, и я мог оценить силу поверхностного натяжения. Разумеется, заряд и размеры ядра мы знали достаточно хорошо. В результате по оценке порядка величины получилось, что в ядре с зарядом [т. е. атомным номером] около 100 поверхностное натяжение должно исчезать; следовательно, уран, имеющий заряд 92, должен находиться в состоянии, весьма близком к такой неустойчивости[1154].

Они открыли причину, по которой в мире не существует природных элементов тяжелее урана: две силы, действующие в ядре друг против друга, в конечном счете взаимно обнуляются.

Они представили себе ядро урана в виде капли жидкости, рыхлой в своей непрочной оболочке, и вообразили, как в нее попадает медленный нейтрон, даже почти не имеющий энергии. Энергия нейтрона добавляется к энергии всей системы. Ядро начинает колебаться. В одной из многочисленных случайных мод колебаний оно может вытянуться. Поскольку сильное взаимодействие работает только на чрезвычайно малых расстояниях, электрическая сила, расталкивающая два утолщения вытянутой капли, оказывается сильнее. Два утолщения расходятся на еще большее расстояние. Между ними образуется тонкая перемычка. В каждом из двух утолщений снова начинает превалировать сильное взаимодействие. Подобно поверхностному натяжению, оно стремится превратить каждое из утолщений в сферу. В то же самое время электрическое отталкивание стремится развести две разделяющиеся сферы еще дальше друг от друга.

В конце концов перемычка разрывается. Там, где было одно крупное ядро, появляются два ядра меньшего размера, например бария и криптона:

«Тогда, – вспоминает Фриш, – Лиза Мейтнер сказала, что, если два таких фрагмента действительно образуются, они должны разлетаться в разные стороны с огромной энергией»[1155]. Взаимное отталкивание всех содержащихся в них протонов должно привести к их разлету со скоростью в одну тридцатую скорости света. По расчетам Мейтнер или Фриша выходило, что вызывающая этот разлет энергия должна быть порядка 200 МэВ – 200 миллионов электрон-вольт. Один электрон-вольт – это энергия, необходимая для ускорения электрона при пролете через разницу потенциалов в один вольт. Двести миллионов электрон-вольт – энергия небольшая, но для энергии, получаемой из одного атома, эта величина огромна. В самых высокоэнергетических химических реакциях высвобождается около 5 эВ на атом. Эрнест Лоуренс строил в том же году циклотрон с 200-тонным магнитом, в котором он надеялся разгонять частицы до целых 25 МэВ. Впоследствии Фриш подсчитал, что энергии, получающейся при делении каждого ядра урана, должно хватить, чтобы подбросить видимую невооруженным глазом песчинку на заметную высоту. В каждом грамме урана содержится невообразимо большое число атомов, около 2,5 10²¹, то есть 25 с двадцатью нулями: 2 500 000 000 000 000 000 000.

Они задались вопросом о возможном источнике всей этой энергии. К нему сводилась основная трудность этого предположения, из-за которой до этого никто не считал такую возможность правдоподобной. Наблюдавшиеся до сих пор процессы захвата нейтронов сопровождались высвобождением гораздо меньшей энергии.

В 1909 году, когда Мейтнер был тридцать один год, она впервые увидела на научной конференции в Зальцбурге Эйнштейна. Он «читал лекцию о развитии наших взглядов на природу радиации. В то время я совершенно не понимала всех следствий его теории относительности». Она жадно слушала. В ходе лекции Эйнштейн вывел из теории относительности свое уравнение E = mc², о котором Мейтнер тогда еще не знала. Тем самым Эйнштейн показал, как вычислять преобразование массы в энергию. «Эти два факта, – вспоминала она в 1964 году, – были настолько поразительно новы и неожиданны, что я до сих пор очень хорошо помню эту лекцию»[1156].

Она вспомнила ее и накануне Рождества 1938 года. Кроме того, как говорит Фриш, «у нее в голове были упаковочные коэффициенты»[1157] – она помнила наизусть полученные Фрэнсисом Астоном численные значения дефектов масс разных ядер. Если расщепить большое ядро урана на два меньших ядра, то сумма масс меньших ядер окажется меньше, чем масса исходного ядра. Насколько меньше? Эту величину она легко могла вычислить: приблизительно на одну пятую массы протона. Осталось подставить одну пятую массы протона в уравнение E = mc². «Одна пятая массы протона, – восклицает Фриш, – была как раз эквивалентна 200 МэВ. Вот где был источник этой энергии, все сошлось!»[1158]

На самом деле они обратились в новую веру не настолько мгновенно. Хотя они и пришли в сильное возбуждение, по крайней мере Мейтнер еще сохраняла глубокое недоверие. Эта новая работа ставила под сомнение результаты четырех лет ее работы с Ганом и Штрассманом; если она была права в отношении первой, значит, она ошибалась в отношении последней, причем в то самое время, когда она бежала из Германии в безразличный к ней мир изгнания, и ей было особенно необходимо поддерживать свою репутацию. «Лиза Мейтнер постоянно говорила что-то вроде “Мы не могли этого предвидеть. Это было полной неожиданностью. Ган – хороший химик, и я доверяла его химической работе и считала, что получались именно те элементы, которые он называл. Кто мог подумать, что на самом деле они окажутся настолько легче?”»[1159]

Прошел рождественский ужин у Бергиусов. Фриш катался на лыжах, Мейтнер гуляла пешком. Тысяча девятьсот тридцать восьмой год подходил к концу. За неделю, проведенную в маленьком городке, они наверняка посетили крепость и смотрели с ее бастионов на покрытую снегом долину, на могилы убитых за много столетий. Хотя теперь они понимали энергетические аспекты открытия, оно все еще оставалось для них чем-то из области чистой физики; они еще не думали о цепной реакции.

Письмо Гана от 21 декабря, в котором подтверждалось наличие лантана, еще не было переправлено из Стокгольма, как и копия статьи в Naturwissenschaften[1160]. Гану не терпелось заручиться поддержкой Мейтнер, и в среду после Рождества он написал ей прямо в Кунгэльв. Тщательно стараясь не посягать на ее место, он называл открытие своей «бариевой фантазией» и ставил под вопрос все, кроме присутствия бария и отсутствия актиния, – то есть играл роль скромного химика. «Разумеется, мне было бы очень интересно услышать Ваше откровенное мнение. Возможно, Вы могли бы что-нибудь рассчитать и опубликовать»[1161]. Он по-прежнему ничего не сообщал другим физикам, хотя ему не терпелось получить физическое подтверждение своих химических результатов. Дело выглядело так, будто оружейник случайно открыл огонь, ударив по кремню, пока шаманы раздумывали над обузданием молнии. Он, наверное, тоже не поверил бы своему счастью и настойчиво искал их подтверждения, хотя и знал, что руку ему обожгло по-настоящему.

Письмо пришло в Кунгсэльв в четверг; в тот же день Мейтнер ответила, что результаты по радию и барию «очень интересны. Мы с Отто Р[обертом] уже размышляли над этой загадкой»[1162]. Но об ответе на загадку она не рассказала, а только поинтересовалась результатами по лантану.

В пятницу она отправила Гану открытку: «Сегодня прибыла рукопись». В ней недоставало одной важной страницы, но она нашла ее «совершенно поразительной»[1163]. И больше ничего; Ган, должно быть, кусал себе губы.

Розбауд привез в Далем гранки статьи. Теперь Ган был более уверен в своих результатах. В рукописи результаты по барию назывались «противоречащими всем ранее известным законам ядерной физики». В гранках он изменил эту фразу на «противоречащие всему ранее накопленному опыту»[1164].

Но даже получив наконец в Кунгэльве копию статьи, недостающую страницу и письмо от 21 декабря, Мейтнер все еще не отваживалась сделать решительный шаг. 1 января, поздравив Гана с Новым годом, она написала: «Мы тщательно прочитали Вашу работу и считаем, что такой сильный разрыв ядра, возможно, все же может быть осуществим с энергетической точки зрения». После этого она отклонилась и перешла к беспокойству относительно их злосчастных трансуранов, «которые могут послужить мне дурной рекомендацией при начале работы на новом месте»[1165]. Фриш добавил к ее письму свои собственные новогодние поздравления и более искреннюю оговорку: «Если ваши новые открытия окажутся верными, они, несомненно, будут представлять огромный интерес, и мне очень хотелось бы узнать о дальнейших результатах»[1166].

Затем, в тот же день, Мейтнер вернулась в Стокгольм, а Фриш – в Копенгаген. Ему «не терпелось представить наши догадки – в то время они, собственно, еще не были ничем большим – Бору»[1167]. Нотка неуверенности, сквозящая в их письме Гану, говорит о том, что они хотели бы опереться на авторитет Бора. Фриш встретился с ним 3 января[1168]: «Едва я начал свое объяснение, он ударил себя рукой по лбу и воскликнул: “О, какими же мы были идиотами! Это же великолепно! Именно так и должно быть!”»[1169] Как написал в тот же день Фриш своей тетке, их разговор продолжался всего несколько минут, «потому что Бор сразу же и во всем с нами согласился… [Он] еще хочет провести сегодня вечером численный анализ и снова поговорить об этом со мной завтра»[1170].

В тот же день Мейтнер получила в Стокгольме отредактированные гранки Гана. Независимо друг от друга эти два письма умерили ее сомнения. Она решительно написала Гану: «Теперь я вполне уверена, что Вы действительно получили расщепление в барий, и я считаю это чудесным результатом, с которым я очень тепло поздравляю Вас и Штрассмана… Перед вами открывается теперь широкое, прекрасное поле для работы. И поверьте мне, хотя я осталась сейчас практически с пустыми руками, чудесность этих открытий очень меня радует»[1171].

Теперь этим открытиям нужна была интерпретация. Тетка и племянник наметили очертания теоретической статьи по международной телефонной связи. В пятницу 6 января Фриш вчерне написал ее и поехал на трамвае в Дом почета, чтобы обсудить ее с Бором, который на следующее утро уезжал в Соединенные Штаты на временную работу в Институте перспективных исследований. На следующее утро он успел наечатать лишь часть статьи; на железнодорожном вокзале, с которого Бор вместе со своим девятнадцатилетним сыном Эриком уезжал в порт Гётеборга, Фриш вручил ему две страницы[1172]. Предполагая, что Фриш немедленно отправит статью в Nature, Бор обещал не рассказывать об этой работе американским коллегам, пока не получит от Фриша известия, что статья принята и готовится к печати. Среди заметок, которые Фриш принес на эту последнюю беседу, было упоминание об эксперименте, который подтвердил бы полученные в Далеме химические результаты физическими средствами[1173].

Статья Гана и Штрассмана вышла в Берлине 6 января. На следующий день, когда ее доставили в Копенгаген, Фриш решил обсудить все это дело с Георгом Плачеком. Плачек отнесся к этому со своим обычным скепсисом и остроумием[1174]. Уран и так уже страдает альфа-распадом, ворчал он, как вспоминает Фриш; предположить, что он может еще и разрываться, – «все равно что вскрыть тело человека, убитого упавшим сверху кирпичом, и обнаружить, что он и так умирал от рака»[1175]. Плачек предложил Фришу использовать для поисков высокоэнергетических фрагментов, которые доказали бы, что ядро распалось, камеру Вильсона. Фриш понял, что с имевшимися в институте радиевыми источниками нейтронов фотографии, сделанные в камере Вильсона, будут замутнены гамма-излучением. Но простая ионизационная камера может подойти. «Можно было ожидать, что из уранового слоя, бомбардируемого нейтронами, будут вылетать быстро движущиеся ядра с атомным номером около 40–50 и атомным весом около 100–150, с энергией до 100 МэВ», – описывал он свой эксперимент в последующем отчете. «Несмотря на высокую энергию таких ядер, длина их пробега в воздухе должна составлять всего несколько миллиметров в связи с их высоким эффективным зарядом… что предполагает чрезвычайно плотную ионизацию». За время своего короткого пробега эти сильно заряженные ядерные фрагменты должны были отрывать от ядер газов, входящих в состав воздуха, около 3 миллионов электронов. Обнаружить их должно было быть легко.

Его камера состояла из «двух металлических пластин, разделенных стеклянным кольцом высотой около 1 см»[1176]. Заряженные пластины, которые должны были собирать ионы из воздуха, были соединены с простым усилителем, а тот – с осциллографом. К нижней пластине Фриш прикрепил кусок покрытой ураном фольги. Он расположил свою экспериментальную установку в подвале института и достал из закрытого колодца три нейтронных источника. Поместив источники рядом с фольгой, он стал ждать появления ожидаемых ядер. Обладая высокой энергией и сильной ионизирующей способностью, они должны были оставлять на зеленой развертке экрана осциллографа быстрые, резкие вертикальные импульсы.

Фриш начал свои измерения после обеда в пятницу 13 января[1177], и «в течение нескольких часов наблюдались импульсы с приблизительно предсказанной амплитудой и частотой (один или два импульса в минуту)». Он провел контрольные опыты без нейтронных источников или без урановой подкладки. Он обернул источники парафином, чтобы замедлить нейтроны, и «это привело к двукратному усилению эффекта»[1178]. Он продолжал измерения «до шести часов утра, чтобы убедиться в устойчивости работы аппаратуры». Как когда-то Вернер Гейзенберг, он жил в квартире, расположенной над институтом; совершенно изможденный, он поднялся по лестнице и лег спать. Как он вспоминает, при этом он думал, что число 13 снова оказалось для него счастливым.

И даже более счастливым, чем ему казалось: «В семь утра меня разбудил почтальон с телеграммой, в которой говорилось, что моего отца выпустили из концлагеря»[1179]. После этого родители Фриша переехали в Стокгольм и стали жить там у его тетки, имущество которой в конце концов было ей отправлено благодаря хлопотам Гана.

Весь следующий день Фриш «в состоянии легкого замешательства»[1180] повторял свой эксперимент для всех, кто желал на него посмотреть. Одним из посетителей подвала в это утро был Уильям Арнольд, черноволосый и голубоглазый американский биолог ирландского происхождения, который работал у Дьёрдя де Хевеши на стипендию Фонда Рокфеллера. Арнольду было тридцать четыре года – столько же, сколько и Фришу, – и он приехал из Морской лаборатории Хопкинса в калифорнийском городе Пасифик-Гроув. В сентябре предыдущего года он приплыл в Европу из Сан-Франциско вместе с женой и маленькой дочерью. Он мог бы обучаться технике работы с радиоизотопами и в Беркли, но тогда ему не удалось бы пожить в Копенгагене и поучиться у де Хевеши – а также не удалось бы по капризу истории стать автором нового термина. Фриш показал американцу свой эксперимент и обратил его внимание на импульсы на осциллографе. «По размеру пиков, – вспоминает Арнольд, – было ясно, что они соответствуют энергиям порядка 100–200 МэВ; они были гораздо выше, чем пики от альфа-частиц [из естественного фона урана]».

Позже в тот же день Фриш отыскал меня и сказал: «Вы работаете в микробиологической лаборатории. Как вы называете процесс, в котором одна бактерия превращается в две?» Я ответил: «Простым делением». Он спросил, можно ли его назвать «делением» без прилагательного, и я сказал, что можно[1181].

Фриш, умелый рисовальщик, способный к визуализации, которая была недоступна его тетке, мысленно преобразил жидкую каплю в делящуюся живую клетку[1182]. Так название процесса умножения жизни стало названием и бурного процесса разрушения. «Я написал матери, – говорит Фриш, – что чувствую себя, как человек, поймавший слона за хвост»[1183].

В выходные тетка с племянником снова разговаривали по телефону, готовя не одну, а сразу две статьи для Nature[1184]: они одновременно объясняли реакцию и давали отчет о подтверждающем эксперименте Фриша. В обеих статьях – «Расщепление урана нейтронами: новый тип ядерной реакции» и «Физические данные о разделении тяжелых ядер под влиянием нейтронной бомбардировки» – использовался новый термин «деление». Фриш закончил обе статьи вечером понедельника 16 января и на следующее утро отослал их авиапочтой в Лондон[1185]. Поскольку они с Бором уже обсуждали теоретическую статью, а эксперимент лишь подтверждал открытие Гана и Штрассмана, он не спешил сообщить обо всем этом Бору.

Бор отплыл на шведско-американском лайнере «Дроттнингхольм» вместе со своим сыном Эриком и бельгийским теоретиком Леоном Розенфельдом. «Когда мы садились на корабль, – вспоминает Розенфельд, – Бор сказал мне, что Фриш только что передал ему записку, в которой были изложены выводы, сделанные им и Лизой Мейтнер; нам следует “попытаться понять ее”». Это означало, что путешествие будет рабочим; в каюте Бора тут же поставили меловую доску. В это время года в Северной Атлантике сильно штормит; от этого он был «очень несчастен, все время на грани морской болезни»[1186], но работе это почти не мешало. Первый вопрос, на который он хотел найти ответ, был о том, почему, если бомбардируемое ядро колеблется более или менее случайным образом, оно, по-видимому, предпочитает разделяться на две части, а не на какое-нибудь другое их число. Бор был удовлетворен, когда увидел, что в связи с нестабильностью самых тяжелых ядер им требуется для разделения не больше энергии, чем для испускания единичной частицы. Речь шла о вероятностях, и образование двух фрагментов было значительно более вероятным, чем распад на множество осколков.

Семейство Ферми прибыло в Нью-Йорк 2 января; Лаура остро чувствовала себя чужой на новом месте, а Энрико провозгласил со своей обычной шутливой торжественностью: «Вот мы и основали американскую ветвь рода Ферми»[1187]. Они временно остановились в гостинице «Кингз Краун» напротив Колумбийского университета; в ней же жил и Сцилард. Джордж Пеграм, высокий, вежливый виргинец, бывший в Колумбийском университете главой физического факультета и директором аспирантуры, встретил Ферми, когда они сходили с борта «Франконии»; теперь, в свою очередь, они встречали в порту Бора. На заполненном народом пирсе Западной 57-й улицы к ним присоединился американский теоретик Джон Арчибальд Уилер, которому было тогда двадцать девять лет; он работал с Бором в Копенгагене в середине 30-х годов и впоследствии снова сотрудничал с ним в Принстоне. Закончив свои обычные занятия, назначенные на утро понедельника, он приехал туда на дневном поезде.

«Дроттнингхольм» пришвартовался 16 января в час дня, и Лаура Ферми увидела на верхней палубе Бора, который вглядывался в толпу встречающих, опираясь на леерное ограждение. При встрече он показался ей изможденным: «За это недолгое время профессор Бор заметно постарел. Уже несколько месяцев его чрезвычайно угнетала политическая обстановка в Европе, и эта тревога отражалась на его облике. Он ходил сгорбленный, как будто бы нес на своих плечах тяжелую ношу. Его беспокойный, неуверенный взгляд скользил по нашим лицам, ни на ком не останавливаясь»[1188][1189]. Бор, несомненно, беспокоился о Европе. Кроме того, его мучила морская болезнь.

У него были в Нью-Йорке дела; он и Эрик остались с Ферми. Уилер повез Леона Розенфельда в Принстон. Верный обещанию, данному Фришу, Бор не упоминал об открытии Гана и Штрассмана и его интерпретации Фриша и Мейтнер ни Ферми, ни Уилеру, но он не рассказал о своем обещании Розенфельду. Розенфельд считал, что Фриш и Мейтнер уже отослали в печать статью, которая закрепит приоритет их интерпретации[1190]. Он пересказал Уилеру то, что сообщил ему Бор. «В те дни, – вспоминает Уилер, – я организовывал проходившие в понедельник вечером заседания журнального клуба, – еженедельные собрания принстонских физиков, на которых они обсуждали появившиеся в физических журналах сообщения о последних исследованиях, чтобы оставаться в курсе развития науки. – Обычно на них делались доклады по трем темам, а тут, как я услышал от Розенфельда в поезде, речь явно шла о сенсации»[1191]. Америка впервые услышала о расщеплении ядра урана – слово «деление» еще не пересекло Атлантику – на заседании журнального клуба физического факультета Принстона морозным вечером понедельника 16 января 1939 года. «То действие, которое мой доклад произвел на американских физиков, – печально говорит Розенфельд, – было более эффектным, чем само явление деления ядра. Они так и ринулись рассказывать об этой новости направо и налево»[1192].

На следующий день Бор приехал в Принстон, чтобы приступить к работе, и Розенфельд мимоходом упомянул в разговоре с ним о своем выступлении в журнальном клубе. «Я перепугался, – писал вечером Бор жене, – так как обещал Фришу, что дождусь, пока статья Гана появится в печати, а его статья будет отослана»[1193]. Речь шла скорее о вопросе чести, чем о реальных последствиях, хотя для Бора и этого было бы достаточно, чтобы заставить его мучиться угрызениями совести. К тому же Мейтнер и Фриш были в изгнании, и такое блистательное свершение очень пригодилось бы им для приобретения надежной репутации на новом месте. В распоряжении Бора были результаты, которые они с Розенфельдом получили на борту «Дроттнингхольма»; в течение следующих трех дней он упорно работал над их изложением в форме письма в Nature[1194], в котором с самого начала настойчиво подчеркивался приоритет Мейтнер и Фриша. Написание статьи в семьсот слов за трое суток означало по меркам Нильса Бора невероятную спешку.

«Угадайте, где я узнал о [новостях, привезенных Бором], – предлагает Юджин Вигнер. – В… лазарете [Принстона]. Потому что я заболел желтухой и провел шесть недель в лазарете»[1195]. Поначалу Вигнер не прижился в Принстоне; в 1936 году «мне предложили поискать другую работу». По его мнению, в то время Принстон был «башней из слоновой кости; ни у кого там не было нормальных представлений об обычной жизни, и на меня смотрели свысока». Он стал искать другую работу и нашел ее в Висконсинском университете в Мадисоне. «Там я уже на второй день почувствовал себя как дома. Кто-то предложил мне заняться бегом, и мы стали бегать вместе и подружились. Мы разговаривали не только о самых трудных задачах, но и о повседневных событиях. Мы почти что спустились на землю». В Висконсине он познакомился с молодой американкой; вскоре они поженились. Затем она заболела:

Я пытался скрыть от нее, что у нее рак и что никакой надежды на то, что она выживет, нет. Она лежала в больнице в Мадисоне, а потом поехала к своим родителям, и я поехал с нею, но я, конечно, не хотел оставаться у ее родителей, потому что на самом деле совсем их не знал. И я ненадолго уехал в Мичиган, в Анн-Арбор, а потом вернулся и увидел ее лежащей в постели в доме родителей. И тогда она сказала мне, по сути дела, что она знает, что скоро умрет. Она сказала: «Рассказать тебе, где наши чемоданы?» То есть во время этого разговора она уже все знала. Я пытался скрыть это от нее, потому что мне казалось, что довольно молодой женщине лучше не знать, что она обречена. Разумеется, все мы обречены[1196][1197].

В 1938 году он вернулся в Принстон: к тому времени этот университет смог более точно оценить его достоинства (Вигнер был чрезвычайно талантливым и уважаемым теоретиком; в 1963 году он стал одним из лауреатов Нобелевской премии за свою работу по строению ядра).

После прибытия Бора Сцилард также приехал из Нью-Йорка навестить больного друга и получил удивительное известие, которого так долго ждал:

Вигнер рассказал мне об открытии Гана. Ган обнаружил, что при поглощении нейтрона уран разваливается на две части… Когда я услышал об этом, я тут же понял, что эти фрагменты, поскольку они тяжелее, чем должны быть при таком заряде, должны испускать нейтроны, а если они испустят достаточное количество нейтронов… то тогда конечно же должна существовать возможность поддержания цепной реакции. Все то, что предсказывал Герберт Уэллс, внезапно показалось мне реальным[1198].

Прямо у постели Вигнера в принстонском лазарете два венгра стали обсуждать, что им следует делать.

Тем временем Бор отправил свою статью, написанную для Nature, Фришу в Копенгаген, прося его переслать ее по назначению, «если, как я надеюсь, статья Гана уже опубликована, а сообщение, написанное Вами и Вашей тетушкой, уже принято к печати». Он интересовался «последними известиями» в этой области и спрашивал, «как идут эксперименты»[1199]. В постскриптуме он добавил, что только что видел статью Гана и Штрассмана в Naturwissenschaften.

Идеи распространяются как вирусы. Инфекция деления ядра возникла в Далеме. Оттуда она распространилась в Стокгольм, в Кунгэльв и в Копенгаген. Бор и Розенфельд перевезли ее через Атлантику. Работавшие на той неделе в Принстоне два сотрудника Колумбийского университета, И. А. Раби и молодой теоретик Уиллис Юджин Лэмб – младший родом из Калифорнии, тоже узнали об этой новости: Лэмб, вероятно, от Уилера, а Раби – от самого Бора[1200]. Они вернулись в Нью-Йорк – «вероятно, в пятницу вечером»[1201], – считает Лэмб. Раби утверждает, что именно он рассказал Ферми[1202]. В 1954 году Ферми говорил, что это был Лэмб: «Как я помню, однажды днем Уиллис Лэмб вернулся в сильном возбуждении и сказал, что Бор разгласил очень важную новость»[1203]. Лэмб вспоминает, что «рассказывал об этом всем вокруг»[1204], но не помнит, говорил ли он именно Ферми. Возможно, оба они разговаривали с итальянским лауреатом с разницей в несколько часов; для него эта информация была еще более важной, чем для остальных физиков, потому что нобелевская лекция, прочитанная им всего месяц назад и еще не напечатанная, становилась теперь отчасти устаревшей и ставила его в неловкое положение. Ферми внес в ее пересмотренную редакцию всего одно примечание: «Открытие Гана и Штрассмана… делает необходимым повторное исследование всех проблем, связанных с трансурановыми элементами, так как многие из них могут оказаться продуктами расщепления урана»[1205]. Однако многие другие радиоактивные элементы, открытые им и его группой, а также совершенное им открытие медленных нейтронов все равно заслуживали Нобелевской премии.

Сцилард также надеялся поговорить с Ферми: «Я думал, что, если при распаде действительно испускаются нейтроны, это обстоятельство нужно сохранить в тайне от немцев. Поэтому я очень стремился связаться с Жолио и с Ферми, так как мне казалось, что именно эти двое скорее всего подумают о такой возможности». Он временно поселился в квартире Вигнера и еще не уехал из Принстона. «Однажды утром я проснулся и хотел выйти на улицу. Шел проливной дождь. Я сказал: “Господи, я же простужусь!” Потому что в это время, в первые годы жизни в Америке, стоило мне промокнуть, как я неизменно заболевал тяжелой простудой». Тем не менее выйти из дому ему пришлось. «Я промок и вернулся домой с высокой температурой, так что связаться с Ферми я не смог»[1206].

Несмотря на температуру, к 25 января – среде – Сцилард вернулся в Нью-Йорк, прочитал статью Гана и Штрассмана и написал Льюису Штраусу, покровительство которого в этот момент могло оказаться более важным, чем когда-либо:

Мне кажется, я должен сообщить Вам о чрезвычайно сенсационном новом событии в ядерной физике. В статье… Ган сообщает, что обнаружил разделение ядер урана при их бомбардировке нейтронами… Для среднего физика это совершенно неожиданная и потрясающая новость. Физический факультет Принстона, на котором я провел последние несколько дней, бурлит, как разворошенный муравейник.

Помимо чисто научного интереса в этом открытии может иметься еще один аспект, который, по-видимому, до сих пор не привлек к себе внимания тех, с кем я разговаривал. Во-первых, ясно, что в этой новой реакции должна высвобождаться энергия, чрезвычайно значительно превышающая то, что выделяется во всех ранее известных случаях… Уже это может открыть возможности производства ядерной энергии, но мне эта возможность не кажется очень интересной, так как… размеры вложений будут, вероятно, слишком велики, чтобы такой процесс можно было сделать целесообразным… Я вижу… возможности в другом направлении. Они могут привести к широкомасштабному производству энергии и радиоактивных элементов и, возможно, как это ни печально, атомных бомб. Это новое открытие возрождает все те надежды и страхи, которые я питал в 1934 и 1935 годах и практически оставил за последние два года. Сейчас я лежу с высокой температурой и не могу выйти из дому, но, возможно, смогу сообщить Вам больше об этих новых событиях в другой раз[1207].

В тот же день Ферми зашел в кабинет Джона Р. Даннинга, экспериментатора, работавшего в Колумбийском университете с нейтронами, и предложил ему провести эксперимент. Даннинг, его аспирант Герберт Андерсон и другие сотрудники университета построили в подвале Пьюпин-холла, расположенного в верхней части кампуса, за университетской библиотекой, современного тринадцатиэтажного высотного здания физического факультета, обращенного к центру Манхэттена, небольшой циклотрон. Циклотрон является мощным источником нейтронов; Ферми и Даннинг поговорили о возможности его использования для эксперимента, аналогичного эксперименту, который Фриш провел 13–14 января и о котором они еще не знали. Они обсудили организацию работы за обедом в преподавательском клубе университета и позже, снова вернувшись в Пьюпин-холл[1208].

Пока Ферми не было на месте, к нему в кабинет пришел Бор, хотевший сообщить ему то, что тому уже было известно. Найдя кабинет пустым, Бор спустился на лифте в подвал, в ускорительный отдел, где нашел Герберта Андерсона:

Он подошел прямо ко мне и взял меня за плечо. Бор никогда не читал нотации, он шептал на ухо. «Молодой человек, – сказал он, – позвольте мне рассказать вам об одной новой и увлекательной вещи в физике». После этого он рассказал мне о расщеплении ядра урана и о том, как естественно оно вписывается в модель жидкой капли. Я был совершенно очарован. Сам великий человек, массивный и впечатляющий, делился со мной своим восторгом, как будто ему было чрезвычайно важно, чтобы я узнал, что он хочет сказать[1209].

Бор уезжал в Вашингтон на конференцию по теоретической физике, которая должна была начаться на следующий день; он отправился на поезд, так и не повидавшись с Ферми. Как только он ушел, Андерсон разыскал итальянца, который к тому времени уже вернулся в свой кабинет. «Прежде чем я успел сказать хоть слово, – вспоминает Андерсон, – он дружелюбно улыбнулся и сказал: “Мне кажется, я знаю, о чем вы хотите мне рассказать. Давайте я объясню вам…” Должен сказать, что объяснение Ферми было даже еще более захватывающим, чем объяснение Бора»[1210].

Ферми помог Андерсону и Даннингу начать подготовку к эксперименту, который они с Даннингом обсуждали перед этим. Так совпало, что незадолго до того Андерсон собрал ионизационную камеру и линейный усилитель. «Оставалось только нанести слой урана на один из электродов и поместить его в камеру. В тот же день мы собрали всю установку на циклотроне. Но циклотрон в этот день работал плохо. Тогда я вспомнил про радон и бериллий, которые использовались в качестве источника нейтронов в предыдущих экспериментах. Это была удачная мысль»[1211]. Она, однако, пришла слишком поздно; Ферми тоже участвовал в Вашингтонской конференции, и ему пора было уезжать. Андерсон и Даннинг разошлись по домам.

Вашингтонская конференция по теоретической физике, проводившаяся в 1939 году в пятый раз, была изобретением Джорджа Гамова. Он потребовал ее учреждения в 1934 году в качестве одного из условий поступления на работу в Университет Джорджа Вашингтона. Он устроил ее по образцу ежегодных конференций, которые Бор проводил в Копенгагене; поскольку в Соединенных Штатах в то время не существовало сравнимых форумов, Вашингтонские конференции сразу стали пользоваться большим успехом. По настоянию Мерла Тьюва, друга детства Эрнеста Лоуренса и главного инициатора создания факультета земного магнетизма (ФЗМ) в вашингтонском Институте Карнеги, Институт Карнеги взял на себя совместное с Университетом Джорджа Вашингтона финансирование конференций, хотя оплачивали они очень скромные суммы, только на дорожные расходы и не более пяти или шести сотен долларов в год. Ученые приезжали на конференции, потому что им было интересно. Как вспоминает Эдвард Теллер, заседания были «обычно немногочисленными и увлекательными, совершенно захватывающими, но и немного утомительными. Каким-то образом Гамов перепоручил мне большую часть обязанностей по ведению конференций»[1212]. Они вдвоем попосту выбирали тему и составляли список приглашенных. Послушать выступления приходили толпы аспирантов. В этом году темой конференции была физика низких температур.

Вечером того же дня, как только Бор приехал в Вашингтон, он разыскал Гамова. Гамов, в свою очередь, позвонил Теллеру: «Только что пришел Бор. Он сошел с ума. Он говорит, что нейтрон может расщеплять уран». Теллер подумал о римских экспериментах Ферми и той неразберихе радиоактивных элементов, которая в них получалась, и «внезапно понял очевидное»[1213]. Приехавший в Вашингтон Ферми, к своему разочарованию, узнал от Бора, что Фриш, по-видимому, уже провел эксперимент, подобный тому, который он оставил незавершенным в Колумбийском университете. «Ферми… до этого понятия не имел, что Фриш выполнил этот эксперимент, – писал Бор Маргрете несколько дней спустя. – Я не имел права мешать другим ставить эксперименты, но я подчеркнул, что Фриш также говорил об эксперименте в своих записках. Я сказал, что сам виноват в том, что все они услышали об объяснении Фриша и Мейтнер, и настоятельно просил их подождать [с публичным объявлением результатов], пока я не получу экземпляра статьи Фриша в Nature, который, как я надеялся, должен был ждать меня в Принстоне [по возвращении с конференции]»[1214]. Ферми, по-видимому, возражал против дальнейших задержек – и его можно было понять.

Тем же вечером Герберт Андерсон вернулся в подвал Пьюпин-холла[1215]. Он достал свой нейтронный источник. Он рассчитал, сколько альфа-частиц должен самопроизвольно испускать в нормальном процессе альфа-распада слой оксида урана, нанесенный на металлическую пластину, помещенную в ионизационную камеру: три тысячи в минуту. Он вычислил вероятность одновременного появления десяти таких альфа-частиц, что дало бы нетипичный высокоэнергетический выброс сканирующего пучка осциллографа: «практически никогда», записал он в своем лабораторном журнале.

Чуть позже 9 вечера он установил нейтронный источник рядом с ионизационной камерой и стал наблюдать за эффектами, отражающимися на осциллографе. «Большинство выбросов связаны с -част[ицами] с пробегом 0,4 см [и энергией около] 0,65 МэВ», – отметил он. А затем он увидел то, что искал: «Начались крупные выбросы, появляющиеся с малой частотой, около 1 раза в 2 минуты». Он засек время и стал их подсчитывать. За 60 минут он насчитал 33 крупных выброса. Он убрал нейтронный источник. «За 20 мин. [без нейтронного источника], – записал он, – 0 событий». Ядерный распад впервые наблюдался западнее Копенгагена.

Как вспоминает Андерсон, Даннинг пришел позже и «был очень взволнован результатом, который я получил». Андерсон думал, что Даннинг сразу же пошлет телеграмму Ферми, но тот, по-видимому, этого не сделал[1216]. Фриш, как он впоследствии объяснял Бору, не послал по телеграфу подтверждения своего копенгагенского эксперимента, потому что оно казалось ему «всего лишь дополнительным подтверждением уже сделанного открытия», и «мне казалось, что беспокоить вас телеграммой было бы нескромно». Возможно, несмотря на возбуждение, в которое пришел Даннинг, увидев новое явление собственными глазами, он думал так же.

Проснувшись, Бор оказался все перед той же дилеммой. Конференция начиналась в два часа. Всего за три дня до этого он снова написал Фришу, упрекая его за то, что тот не прислал копию своей с Мейтнер статьи для Nature[1217]. Но сейчас эта задержка беспокоила его меньше – если беспокоила вообще, – чем сохранение приоритета эксперимента Фриша. Он неохотно, но согласился на публичное объявление об открытии, подчеркнув, как он писал впоследствии Фришу, «что никакое публичное изложение… не будет правомерным без упоминания оригинальной интерпретации результатов Гана, принадлежащей Вам и Вашей тетушке»[1218].

На пятой Вашингтонской конференции для общей фотографии позировал пятьдесят один участник[1219], и даже по неполному перечню их имен видно, каким престижем пользовалось это мероприятие. Там были Отто Штерн, Ферми, Бор, Гарольд Юри из Колумбийского университета, получивший Нобелевскую премию по химии за 1934 год за выделение тяжелой формы водорода, дейтерия, ядро которого содержит нейтрон; желчный, но вдохновенный теоретик Грегори Брейт, Раби, Джордж Уленбек, работавший тогда в Колумбийском университете, а до того бывший ассистентом Пауля Эренфеста, Гамов, Теллер, Ханс Бете, приехавший из Корнелла, Леон Розенфельд, Мерл Тьюв. Заметно было отсутствие ученых с Западного побережья, вероятно связанное с тем, что две организации-спонсора решили не финансировать столь дальние переезды.

Гамов открыл заседание, представив собравшимся Бора[1220]. Его новость наэлектризовала аудиторию. Один молодой физик, наблюдавший из задней части зала, сразу увидел возможность приложения этого открытия. Принстонский выпускник Ричард Б. Робертс работал вместе с Тьювом на факультете земного магнетизма, экспериментальном отделении Института Карнеги, расположенном в похожем на парк столичном предместье Чеви-Чейз. Робертс – худой, энергичный, с волевой челюстью и вьющимися темными волосами – так же ясно вспоминал эти события в наброске автобиографии, написанном в 1979 году:

Темой Конференции по теорфизике 1939 года была физика низких температур, и мне не особенно хотелось на нее идти. Однако я пришел и сел в заднем ряду аудитории… Появились Бор и Ферми, и Бор стал рассказывать об экспериментах Гана и Штрассмана… Он рассказал также об интерпретации Мейтнер, предполагавшей, что происходит расщепление урана. Как обычно, он мямлил и запинался, так что в его выступлении не было почти ничего, кроме голых фактов. Затем слово взял Ферми и сделал доклад со свойственным ему изяществом, в том числе рассказав и обо всех возможных следствиях[1221].

В понедельник после окончания конференции Робертс отмечал в письме к отцу, что «Ферми также… описал очевидный эксперимент, позволяющий проверить теорию» – эксперимент Фриша, эксперимент Ферми, Даннинга и Андерсона. «Особенно замечательно то, что эта реакция приводит к высвобождению 200 миллионов вольт энергии и возвращает возможность создания атомной энергетики»[1222].

Бор называл образующиеся при делении фрагменты «отщепенцами»[1223]. В течение некоторого времени все использовали его комический термин. Рядом с Робертсом сидел Лоуренс Р. Хафстад, давний сотрудник Тьюва. Когда Ферми закончил свое выступление, они переглянулись, встали, вышли из зала и поспешили на ФЗМ. Если из урана выделялись «отщепенцы», эти двое были твердо намерены увидеть их первыми.

В тот же день Сцилард с трудом дотащился до ближайшего отделения «Вестерн Юнион» в Нью-Йорке и отправил в британское Адмиралтейство телеграмму:

ПРОШУ НЕ ПРИНИМАТЬ ВО ВНИМАНИЕ МОЕ НЕДАВНЕЕ ПИСЬМО ТЧК ПОДРОБНОСТИ ПИСЬМОМ[1224]

Засекреченный патент вернулся к жизни.

Очередной номер Naturwissenschaften пришел в Париж около 16 января. Один из сотрудников Фредерика Жолио вспоминает, что «[Жолио] рассказал об этом результате мадам Жолио и мне на довольно трогательном совещании через несколько дней, в течение которых он сидел запершись и ни с кем не разговаривал»[1225]. Супруги Жолио-Кюри еще раз с ужасом обнаружили, что им было рукой подать до крупного открытия, которое они упустили. Уже через несколько дней, как и предполагал Сцилард, Жолио самостоятельно пришел к выводу о высвобождении большого количества энергии и стал рассматривать возможность возникновения цепной реакции. Сначала он попытался зарегистриовать нейтроны, образующиеся при делении, нашел этот подход затрудненным и затем разработал эксперимент, довольно похожий на эксперимент Фриша. 26 января ему удалось обнаружить фрагменты, получающиеся при делении ядра[1226].

Самым новым зданием на территории ФЗМ была Атомно-физическая обсерватория (АФО), рабочее оборудование которой было включено всего две недели назад: это был новый вакуумный генератор Ван де Граафа на 5 мегавольт, который Тьюв, Робертс и их коллеги построили за 51 000 долларов для развития своих исследований строения ядра. Генератор был назван по имени изобретшего его физика из Алабамы, но Тьюву – в 1932 году – первому удалось практически использовать его в эксперименте. По сути дела, генератор Ван де Граафа представляет собой гигантский электростатический генератор, с изолированной кольцевой лентой, которую вращает на шкивах мотор. Лента забирает ионы с игольчатых электродов, установленных на металлическом основании генератора, перемещает их вверх через изолированный несущий цилиндр в гладкую металлическую накопительную сферу и оставляет на сфере. По мере накопления ионов потенциал сферы увеличивается. Накопленное напряжение может быть сброшено через искровой разряд – подобные молниям разряды генераторов Ван дер Граафа стали центральным элементом фильмов про безумных ученых – или использовано для питания ускорительной трубки. Новый аппарат был установлен внутри вакуумного резервуара размером с бак водонапорной башни, чтобы уменьшить вероятность непреднамеренного возникновения искр.

Когда Тьюв предложил земельной комиссии состоятельного района Чеви-Чейз проект строительства генератора Ван де Граафа, комиссия ответила отказом. Столкновения атомов отдавали чем-то промышленным, а району нужно было заботиться о поддержании цен на недвижимость. Тьюв заметил, какой популярностью пользуется Военно-морская обсерватория, расположенная в нескольких километрах к югу, по другую сторону от Коннектикут-авеню, и переименовал новое здание в Атомно-физическую обсерваторию (каковой оно и было). Под этим названием проект был утвержден[1227].

Робертс и Хафстад решили работать в АФО. Сперва они собирались использовать для производства нейтронов в своем эксперименте с «отщепенцами» старый генератор Ван де Граафа на 1 МВ, установленный в соседнем здании, но нить ионного источника этой установки оказалась выгоревшей. Хотя в вакуумной ускорительной трубе АФО была течь, поиски этой течи казались делом менее трудоемким, чем замена нити. Они заняли два дня. В пятницу вечером Хафстад уехал на выходные кататься на лыжах, и его место занял еще один молодой ученик Тьюва, Р. Ч. Мейер.

Записи в лабораторном журнале Робертса дают сводку работы, которая была проделана в субботу:

Суб., 16:30 Настроили ионизационную камеру для попытки обнаружения

Нейтроны из Li + D [бомбардировки лития ускоренными ядрами дейтерия}

…

В ИК с ураном наблюдали [около] 1–2 мм и редкими выбросами до 35 мм (Ba + Kr?)[1228]

Мишенная комната АФО представляла собой маленькое круглое подвальное помещение, в которое нужно было спускаться по железной лестнице, прохладную киву[1229], которая приятно пахла машинным маслом. Как только Робертс увидел «огромные импульсы, соответствующие высвобождению очень большой энергии»[1230], они с Мейером провели все проверки, какие только смогли придумать. «Мы сразу же проверили, как действует парафин (замедляющий нейтроны), затем испытали кадмий, чтобы убрать медленные нейтроны. Мы также проверили все остальные имевшиеся тяжелые элементы [чтобы узнать, способны ли они к расщеплению] и обнаружили то же самое [т. е. распад] в тории»[1231]. Совершив это оригинальное открытие (Фриш независимо от них еще раньше получил его в Копенгагене), они сделали перерыв, чтобы поесть. «После ужина я рассказал о результатах Тьюву, он сразу позвонил Бору и Ферми, и в субботу ночью они приехали к нам»[1232].

Приехали не только Бор и Ферми (Ферми был в плотном темном костюме-тройке в тонкую полоску, еще смуглее, чем обычно, из-за суточной щетины), но и Тьюв, Розенфельд, Теллер, красавец Эрик Бор в тяжелом пальто поверх узорчатого датского свитера, Грегори Брейт, очки которого придавали ему сходство с совой, и Джон А. Флеминг, консервативно настроенный директор ФЗМ, которому хватило присутствия духа привезти с собой фотографа. Все кроме Теллера позировали в мишенной комнате с Мейером и Робертсом для исторической фотографии[1233]. На ионизационной камере, видной на переднем плане, сложены стопкой парафиновые диски; Бор держит в руке окурок сигары, которую он курил после ужина; в улыбке Ферми виден зазор между передними зубами, оставленный поздно выпавшим молочным зубом; Робертс смотрит в камеру с видом усталым, но довольным. Ферми был поражен видом ионизационных импульсов на осциллографе[1234] и настоял, чтобы оборудование проверили на наличие неисправностей: в Риме он никогда не видел таких импульсов (они блокировались алюминиевой фольгой, в которую Амальди заворачивал уран, чтобы избавиться от фонового альфа-излучения). Бор по-прежнему нервничал. «Я вынужден был стоять и смотреть на первый [sic] эксперимент, – писал он Маргрете, – не зная точно, провел ли Фриш такой же эксперимент и послал ли он статью в Nature»[1235]. Вернувшись в воскресенье в Принстон, он узнал из других писем от родственников, что Фриш все это сделал. «За этим, – пишет в заключение Робертс, – последовали несколько дней радостного возбуждения, заявлений для прессы и телефонных звонков»[1236].

На конференции был научный журналист Томас Генри; его статья появилась в газете Washington Evening Star в субботу днем. Ее распространило агентство Associated Press. В сокращенном виде она была напечатана на внутренней полосе воскресного номера New York Times. Там ее мог прочитать Даннинг; тем же утром он наконец послал Ферми телеграмму с сообщением об эксперименте, проведенном в Колумбийском университете. Как вспоминает Герберт Андерсон, «Ферми… поспешил в университет и сразу же вызвал меня к себе в кабинет. В моей записной книжке перечислены эксперименты, которые, по его мнению, нужно было провести немедленно. Эта запись датирована 29 января 1939 года»[1237]. Еще раньше они договорились, как говорит Андерсон, что «я буду учить его американской жизни, а он меня – физике»[1238]. И те и другие уроки начались всерьез.

Газета San Francisco Chronicle перепечатала материал, распространявшийся телеграфным агентством. Луис У. Альварес, ученик Эрнеста Лоуренса, высокий, с белыми как снег волосами, будущий нобелевский лауреат, отец которого был известным врачом в клинике Майо, прочитал ее в Беркли, сидя в парикмахерском кресле во время стрижки. «[Я] велел парикмахеру прекратить стрижку, выскочил из кресла и побежал со всех ног в Радиационную лабораторию… в которой мой студент Фил Абельсон… [пытался определить, ] какие трансурановые элементы получаются при попадании нейтрона в уран. Он был настолько близок к открытию деления, что его почти что было жалко»[1239]. Абельсон до сих пор помнит этот болезненный момент: «Около половины десятого утра я услышал за дверью топот бегущих ног, и сразу после этого в лабораторию ворвался Альварес… Когда [он] сообщил мне новости, я практически оцепенел, поняв, что я был очень близок к великому открытию, но упустил его… Мое оцепенене продолжалось почти сутки, в течение которых я мало что мог делать. На следующее утро я вернулся в норму и уже разработал план дальнейших действий»[1240]. К концу дня Абельсон обнаружил йод, получающийся в результате распада теллура, образованного при облучении урана, – другой вариант расщепления ядра (т. е. теллур 52 + цирконий 40 = уран 92).

Альварес послал Гамову телеграмму с требованием подробностей, узнал об эксперименте Фриша, а затем разыскал Оппенгеймера:

Я помню, как сказал Роберту Оппенгеймеру, что мы будем искать [ионизационные импульсы, порожденные делением], и он сказал: «Это невозможно» и привел множество теоретических причин, по которым деления быть не может. Позднее, когда я пригласил его посмотреть на осциллограф, когда он увидел большие импульсы, то, я бы сказал, не прошло и пятнадцати минут, как Роберт решил, что этот эффект действительно существует, и… решил, что в ходе реакции, вероятно, должны вылетать нейтроны, и это позволяет создавать бомбы и генерировать энергию – и все это всего за несколько минут… Поражало, как быстро работает его мозг, причем его выводы были совершенно правильными[1241].

В следующую субботу Оппенгеймер писал об этом открытии в Калтех своему другу; он обрисовал в этом письме эксперименты, которые провели за последнюю неделю Альварес и другие, и рассуждал о возможных применениях открытия:

История с ураном невероятна. Мы узнали о ней из газет, запросили по телеграфу подробности и получили с тех пор множество отчетов… Сколькими разными способами может разделиться уран? Происходит ли это случайным образом, как можно было бы предположить, или только некоторыми определенными способами? И самое главное, много ли нейтронов вылетает во время расщепления или из возбужденных фрагментов? Если их много, то десяток кубических сантиметров дейтерида урана (дейтерий [тяжелый водород] понадобится для их замедления без захвата) должен быть вещью совершенно особенной. Что Вы об этом думаете? Мне кажется, что это представляет очень большой интерес – и не отвлеченный, как позитроны и мезотроны, а честный, солидный, практический интерес[1242].

На следующий день, в письме в Колумбийский университет к Джорджу Уленбеку, «совершенно особенное» превратилось в «способное взорваться к чертовой матери»[1243]. Один из учеников Оппенгеймера, американский физик-теоретик Филипп Моррисон, вспоминает, что «когда был открыт распад, приблизительно через неделю на доске в кабинете Роберта Оппенгеймера появился чертеж – очень плохой, просто ужасный чертеж – бомбы»[1244].

Сходным образом оценивал ситуацию и Энрико Ферми. Джордж Уленбек, работавший в одном кабинете с ним в Пьюпин-холле, однажды подслушал его слова. Ферми стоял перед панорамным окном своего кабинета в высотном здании физического факультета, глядя на расстилавшийся внизу серый зимний Манхэттен, улицы которого были забиты торговцами, такси и пешеходами. Он сложил ладони так, как будто держал в них мячик. «Вот такая маленькая бомбочка, – сказал он просто, без своей обычной легкой насмешливости, – и все это исчезнет»[1245].