Nyheden om bombningen af Hiroshima og Nagasaki forårsagede et sådant chok i Otto Hahn, opdageren af uranfission, at hans venner måtte være på vagt døgnet rundt af frygt for selvmord.
Otto Hahn blev født den 8. marts 1879 i Frankfurt-Main. Hans far var håndværker og blev derefter ejer af en lille fabrik og stedfortræder for byrådet. Familien levede ikke i fattigdom, men af de fire sønner var det kun den ældste, Karl, der kunne sende til gymnastiksalen. De tre yngste og de yngste, Otto, gik på en erhvervsskole.
Som teenager blev Gan interesseret i spiritualisme. Men efter at have læst mange okkulte skrifter blev han overbevist om deres meningsløshed og vendte aldrig tilbage til dem. Måske var det dengang, at han udviklede en dyb mistillid til enhver form for spekulativ viden, der trodser objektiv verifikation. Gennem hele sit liv forblev Gan ligeglad med metafysiske og religiøse spørgsmål.
Hans sande interesser blev bestemt sent. Levende, opfindsom til sjov, Otto tænkte lidt på at vælge et erhverv. Han besluttede at blive kemiker kun i sin seniorklasse under indflydelse af forelæsningerne fra den dengang berømte forsker M. Freund.
I 1897 kom Hahn ind på University of Marburg, i 1901 forsvarede han sit speciale i organisk kemi. Universitetet blev efterfulgt af militærtjeneste, hvortil Otto ikke udviste den mindste iver. Kort efter servicen beslutter ledelsen på en af fabrikkerne at ansætte en veluddannet, veloplagt ung mand til at arbejde i udlandet. I 1904 tog Hahn til London og havde samtidig til hensigt at studere kemi med V. Ramsay.
Ramsay studerede på det tidspunkt radioaktive grundstoffer og instruerede Otto i at få et stærkt præparat af radium fra bariumsalt. Resultatet af forsøget forudbestemte alle yderligere aktiviteter i Ghana. Den friske nybegynder, uventet for ham selv og sine kolleger, opdagede et nyt radioaktivt stof, som han kaldte radiotorium. Da seks måneder senere hans ophold i London sluttede, foreslog Ramsay, at Ghan opgav arbejdet i industrien og helt dedikerede sig til et nyt, lidt kendt område - radiokemi. Således begyndte en ny periode i Otto Hahns liv, som stadig drev med strømmen. Inderst inde, da han betragtede sig som autodidakt, besluttede han at gennemgå en praktikplads hos den førende forsker inden for radioaktivitet E. Rutherford, inden han vendte tilbage til Berlin. Ottos forhold til videnskaben har altid været fri for egeninteresse. Desuden arbejdede han i de år gratis for Rutherford: der var ingen takster, og så havde praktikanterne ikke ret til et stipendium. Han modtog sin første fuldtidsstilling som 33-årig. Før det støttede hans forældre og brødre ham, de betalte også for omkostningerne ved eksperimenterne.
Rutherford modtog Ghana i mindelighed, men udtalte, at han ikke troede på eksistensen af radiotorium. Som svar udførte Otto lignende forsøg med andre stoffer, der udsender alfapartikler, og opdagede et andet stof - thorium C, derefter radioactinium. I Montreal, nær Rutherford, etablerede Hahn sig endelig i beslutningen om at hellige sig forskning i radioaktivitet. Og pointen er ikke så meget, at han her stiftede bekendtskab med fysiske problemer og metoder, som i kommunikation med Rutherford. Den strålende, demokratiske og ofte larmende Rutherford, ikke mindst som de værdige tyske professorer, blev Ottos ideal. Og laboratoriemiljøet, seriøsitet i arbejdet, fri diskussion, dømmes uafhængighed og åben indrømmelse af fejl blev en model for den unge videnskabsmand, som han senere stræbte efter på sit institut.
Da han vendte tilbage til Berlin i 1906, kom Hahn ind på det kemiske laboratorium ved University of Berlin under tilsyn af professor Z. Fischer. En gammel organisk kemiker, Fischer betragtede som en forskers mest pålidelige instrument "sin egen næse", og ikke en tæller, der registrerede mystiske stråler. På den anden side blev Hahn hurtigt venner med en kreds af unge Berlin -fysikere. Her den 28. september 1907 mødte han, en opfindsom kemiker, den teoretiske fysiker Lise Meitner. Siden den tid har de arbejdet sammen i tre årtier. Hahn-Meitner-kombinationen er blevet en af de mest succesrige og frugtbare inden for atomforskning.
Otto Hahn og Lise Meitner
I 1912 overførte Hahn til det nystiftede Institut for Kemi i Kaiser Wilhelm Society (senere blev Hahn direktør for dette institut). Ottos track record gennem årene er imponerende. I 1907 blev et nyt element opdaget - mesotorium. I 1909 blev der udført vigtige eksperimenter for at studere fænomenerne i rekyl. I 1913 opdagede han med deltagelse af Meitner uran X2. På trods af det strålende arbejde tjente den gamle og trange værkstedsbygning i træ som laboratorium. Og vejen til en akademisk karriere for Ghana var længe lukket. Selvom han blev forfremmet til professor i 1910, var radiokemi indtil 1919 ikke blandt de fag, der blev undervist på tyske universiteter.
I august 1914 blev Ghana trukket ind i hæren. På det tidspunkt forårsagede behovet for at kæmpe ikke uenighed med hans samvittighed. Sandsynligvis var det påvirket af bølgen af nationalistiske og loyalistiske følelser, hjemmepædagogik, der forhøjede den absolutte strenge opfyldelse af pligt over for kejseren og nationen og muligvis den romantiske idé om krig. I de første måneder af krigen, i Ghana, syntes skødesløsheden i sine studieår at vågne op, især da hans del ikke tog en direkte del i fjendtlighederne. I begyndelsen af 1915 blev han bedt om at begynde at udvikle giftige stoffer, og efter kort tøven indvilligede han i, at han troede på argumenterne om det nye våbens menneskelighed, som angiveligt ville bringe krigens slutning tættere. De fleste af hans kolleger gjorde det samme. (Sandt nok ikke alle: Den tyske kemiker, nobelpristager fra 1915, for eksempel R. Willstatter, nægtede.) Først senere bemærkede Otto med smerte:”I det væsentlige var det vi gjorde dengang forfærdeligt. Men det var det."
Som du kan se, bebrejdede Otto og kolleger ham ikke, der betragtede hans kreative liv som en kæde af strålende succeser, en kontinuerlig stigning til sandheden. Hahn's karriere kan ifølge M. von Laue (tysk fysiker, nobelpristager) "sammenlignes med en kurve, der fra et højdepunkt - med opdagelsen af radiatoren, stiger højere og højere - mod opdagelsen af mesotorium, når sit maksimum på tidspunktet for opdagelsen af nuklear fission uran ".
Lignende forsøg blev udført i Paris af Irene Curie.
Hahn, Meitner og en ung medarbejder Strassmann undersøgte flere radioaktive isotoper, der blev opnået ved at bombardere uran eller thorium med neutroner, og forbedrede den eksperimentelle metode, så de på få minutter kunne isolere den ønskede radioaktive isotop. Organiserede konkurrencer. Meitner holdt et stopur i hånden, mens Hahn og Strassmann tog det bestrålede præparat, opløste, udfældede, filtrerede, adskilte bundfaldet og overførte det til disken. På mindre end to minutter gjorde de, hvad der normalt ville tage to til tre timer. Alt, hvad der blev skabt i laboratoriet i Hahn blev af verdens atomiske lobbyister betragtet som en ubestridelig sandhed, de brugte Hahn's terminologi (i øvrigt lånt fra værkerne af D. Mendeleev). Forskning i de tre største laboratorier i verden - i Berlin, Rom (Fermi) og Paris - syntes ikke at efterlade tvivl om, at når uran blev bestrålet med neutroner, indeholdt henfaldsprodukterne ek -rhenium og eka -osmium. Det var nødvendigt at tyde stierne til deres transformationer, for at bestemme halveringstiderne. Disse elementer blev betragtet som transuranske. Sandt nok, i 1938 opdagede Irene Curie en isotop, der lignede lanthan i forfaldsprodukterne, men hun havde ikke nok tillid til dette, og hun var på nippet til at opdage uranfission - sådan et henfald, der virkede umuligt. Energien, der bandt protoner og neutroner i atomets kerne, var så stor, at det virkede utænkeligt at forestille sig, at kun en neutron kunne overvinde det.
Hvordan var disse processer egentlig? De blev sorteret lidt senere, men for nu er politiske spørgsmål kommet på banen. Neutroner og protoner måtte glemmes et stykke tid, militære marcher og krigeriske taler lovede ikke godt. Den jødiske kvinde Lisa Meitner, en østrigsk statsborger, blev nægtet pas af de tyske myndigheder efter Anschluss. Ifølge nazistisk lov havde hun heller ingen ret til at forlade Tyskland. Den eneste vej ud for hende var flyvning. Hahn bad Niels Bohr om hjælp. Den hollandske regering accepterede at acceptere hende uden pas. Lise pakkede de mest nødvendige ting sammen og rejste til Holland "på ferie".
Bekymring og angst i forbindelse med Meitners afgang indtog Otto i næsten hele sommeren 1938. Efteråret er kommet. Det efterår, da Hahn og Strassmann gjorde den vigtigste opdagelse. Eksperimenter og teoretiske søgninger blev genoptaget. Fraværet af Meitner føltes akut: der manglede en rimelig rådgiver og en streng dommer, en teoretiker, der ville udføre komplekse beregninger.
Fritz Strassmann
Hahn tyede til indikatormetoden. En række forskellige radioaktive sporstoffer blev brugt mange gange, men resultatet var det samme. Det radioaktive stof, der dukkede op, da uran blev bombarderet med langsomme neutroner lignede barium i egenskaber; det kunne ikke adskilles fra barium ved nogen kemisk metode. Så Otto Hahn og Fritz Strassmann opdagede faktisk fission af urankerner. Strassmann var dengang 37, og Hahn forberedte sig på at fejre sin tres fødselsdag.
Artiklen blev offentliggjort i slutningen af 1938. Samtidig sendte Hahn resultaterne af eksperimenterne til Meitner i afventning af hendes evaluering. Det nye år bragte en ny teori. Ifølge den skulle urankernen, når den blev bestrålet med langsomme neutroner, opdeles i to dele, i barium- og kryptonatomer. I dette tilfælde forekommer frastødende kræfter mellem de nydannede kerner, hvis energi når to hundrede millioner elektronvolt. Dette er en kolossal energi, der ikke kan opnås i andre processer. Fysik lånte udtrykket "fission" fra biologi, sådan formerer protozoer sig. En kollega og nevø af Meitner Frisch, der hurtigst udførte et eksperiment om fission af uran, bekræftede teorien og påtog sig at skrive en artikel.
Resultaterne opnået af Hahn og Strassmann var så skarpt i modstrid med de mest autoritative forskeres meninger, at de undrede forskerne selv. Hahns breve til Meitner indeholder nu og da ordene "fantastisk", "yderst fantastisk", "fantastisk", "fantastiske resultater." For at drage den korrekte konklusion, der er i modstrid med tidens ideer, krævede Otto ikke kun nærvær, men også ekstraordinært mod. De gav Ghana tillid til eksperimentets renhed, dvs. i pålideligheden af de opnåede resultater.
Begivenhederne på få dage, der fandt sted i de største videnskabelige centre i USA, kan meget vel tjene som scenarie for en spændende eventyrfilm.
Uvidende om, at opdagelsen af Hahn, Strassmann og Meitner skal holdes hemmelig, ankommer Bora Rosenfelds nærmeste medarbejder til Princeton (USA) og befinder sig til en fysikerfest i universitetsklubben. Han bliver bombarderet med spørgsmål: Hvad er nyt i Europa? Rosenfeld fortæller om eksperimenterne fra Hahn og Strassmann og de teoretiske konklusioner fra Meitner og Frisch. En Fermi -medarbejder er til stede på mødet; den nat kører han til New York, bryder ind på Fermis kontor og bryder nyhederne. Inden for få minutter begyndte Fermi at udvikle et projekt til kommende eksperimenter. Først skal du reproducere fissionsprocessen i en urankerne og derefter måle den frigivne energi. Fermi indser, hvad han savnede for fem år siden, da han første gang bombarderede uran med langsomme neutroner.
Enrico Fermi
I undergrunden ved Columbia University spaltes en urankerne, uvidende om at Frisch allerede har udført et lignende forsøg. Hastigt (i travlt med at udbrede en andens opdagelse) bliver der udarbejdet et budskab til tidsskriftet "Nature".
Efter at have hørt om informationslækagen, bekymrer Bohr sig over, at nogen vil overgå Meitner og Frisch. Så vil de finde sig selv i stand til at tilegne sig andres opdagelse. På stævnet i Washington får Bohr at vide, at Fermis eksperimenter med uranfission er i fuld gang, og sender telegrammer til København til Frisch for straks at offentliggøre resultaterne af eksperimenterne. Dagen efter dukkede et nyt nummer af bladet op med en artikel af Hahn og Strassmann. Samme dag kom der trøstende nyheder - Frisch sendte artiklen til pressen. Nu er Bor rolig og kan fortælle alle om uranfission. Allerede før han var færdig med sin tale, forlod flere mennesker salen og løb nærmest til Carnegie Institute, til den kraftige accelerator. Det var nødvendigt straks at ændre mål og undersøge fission af urankernen.
Den næste dag blev Bohr og Rosenfeld inviteret til Carnegie Institution. For første gang så Bohr opdelingsprocessen på oscilloskopskærmen.
På samme tid i Paris observerede Joliot-Curies forfaldet af uran- og thoriumkerner og kaldte dette forfald en "eksplosion". Frederiks artikel dukkede op kun to uger efter Meitner og Frischs artikel. På mindre end en måned spaltede fire laboratorier (i København, New York, Washington og Paris) således en urankerne og viste, at der frigives enorm energi. Men de færreste vidste, at der også var et femte laboratorium - på Polytechnic Institute i Leningrad, hvor teorien om uranfission også blev udviklet.
Referencer:
1. Gernek F. Pionerer i atomtiden. M.: Fremskridt, 1974 S. 324-331.
2. Konstantinova S. Splitting. // Opfinder og innovatør. 1993. Nr. 10. S. 18-20.
3. Templer Yu Fysik. Biografisk opslagsbog. M.: Videnskab. 1983. S. 74.
