Получение энергии. Лиза Мейтнер. Расщепление ядра - [2]

В ту эпоху многие ученые в разных странах совершили важнейшие открытия, касавшиеся природы атомов. Эти открытия постепенно дополняли друг друга, пока не вырисовалась невероятно сложная теоретическая картина, подтвержденная экспериментально. В основе нового понимания структуры материи лежат открытия, сделанные уникальными физиками XX века — новозеландцем Эрнестом Резерфордом, французской парой Ирен Кюри и Фредериком Жолио, американцем Эрнестом Лоуренсом и итальянцем Энрико Ферми.

Возможно, самым ценным следствием открытия расщепления атома стала возможность использовать огромное количество энергии, содержащееся в каждом ядре и выделяющееся при его распаде. После деления ядра уран превращается в более легкие химические элементы, такие как криптон и барий. Мейтнер доказала, что энергия, высвобождающаяся при распаде, то есть энергия, потенциально содержащаяся в ядре, может быть рассчитана на основе соотношения материи и энергии, открытого Альбертом Эйнштейном в его теории относительности. Так как сумма массы продуктов распада немного меньше первоначальной массы атома, мы вслед за Эйнштейном можем сказать, что разница масс трансформируется и высвобождается в виде энергии.

Количество энергии, выделяющееся при расщеплении одного ядра, может показаться незначительным в абсолютных величинах, но при распаде урана также испускаются нейтроны. Эти нейтроны, в свою очередь, могут вызвать новые расщепления. Энергия от таких цепных реакций расщепления называется ядерной энергией. Процесс цепной реакции открыли Лео Силард и Энрико Ферми. Предполагалось, что расщепление высвобождает силы, заключенные внутри атомов. Понимание механизмов их взаимодействия является фундаментальным условием контроля и возможности использования этих сил.

Расщепление ядра исторически связано с датой 6 августа 1945 года, когда бомбардировщик Enola Gay поднялся с Марианских островов, чтобы через шесть часов сбросить ядерную бомбу на город Хиросима. Разрушительная мощь «Малыша» (от англ. Little Boy), как назвали эту бомбу, превосходила мощь любого другого оружия, когда-либо изобретенного человеком. Мейтнер неизменно отказывалась от участия в разработке бомбы, хотя ее приглашали присоединиться к Манхэттенскому проекту. Несколько лет спустя Мейтнер, занимавшаяся исследованиями, направленными на мирное использование ядерной энергии, согласилась сотрудничать в этой сфере с Международным агентством по атомной энергии ООН. В 1950-х годах начали возникать многочисленные проекты, связанные с коммерческим использованием ядерной энергии, — в это время появились первые атомные станции, вырабатывающие электричество.

Лиза Мейтнер стала первой женщиной, получившей докторскую степень Венского университета, — небывалое событие для университета с 500-летней историей. Она пользовалась уважением и дружбой таких великих ученых, как Макс Планк, Альберт Эйнштейн и Людвиг Больцман. Эйнштейн называл Мейтнер «нашей Марией Кюри». Большая любительница дебатов, она вела жаркие дискуссии по квантовой физике с основными представителями этого направления — Нильсом Бором и Вернером Гейзенбергом — на научных встречах, в том числе на Сольвеевских конгрессах. Атмосфера взаимного доверия развеялась с приходом нацистов. Мейтнер упрекала физиков немецкого происхождения Гана и Гейзенберга за то, что в национал-социалистический период они предпочли закрыть глаза и не замечать, что творит правительство. Несмотря на то что после Второй мировой войны перед исследовательницей несколько раз открывалась возможность вернуться в Германию, она отвергала такой вариант, потому что не могла представить себе сотрудничество с учеными, которые способствовали нацизму или как минимум мирились с ним. Она объясняла, что вернуться ей не позволяли «моральные принципы». Когда до Мейтнер дошли сведения о Бухенвальде и Берген-Бельзене, она написала Гану, что «нужно заставить таких людей, как Гейзенберг, посмотреть на эти лагеря и замученных людей, и на миллионы таких, как он». Лиза считала, что немцы не имеют права прикрываться своим незнанием, она утверждала: «Вы просто не хотели видеть — это было слишком неприятно».

Мейтнер стала для многих не только научным, но и моральным авторитетом. Ее стремление к знаниям, казалось, могло преодолеть все барьеры, а сама она в своем выступлении на конференции ЮНЕСКО в 1953 году утверждала:

«Наука побуждает людей бескорыстно искать истину и стремиться к объективности, учит с удивлением и восхищением принимать правду, не говоря о глубоком изумлении и радости, которые дает настоящему ученому знание естественного порядка вещей».

1878 В Вене (столице Австро-Венгерской империи) 7 ноября родилась Лиза Мейтнер, третья из восьми детей Филиппа Мейтнера и Хедвиг Сковран.

1901 Начинает изучать физику в Венском университете.

1902 Посещает занятия Людвига Больцмана.

1906 Становится первой женщиной, получившей докторскую степень в Венском университете, и начинает исследования радиоактивности.

1907 Переезжает в Берлин, чтобы слушать лекции Макса Планка. Здесь знакомится с Отто Ганом.

1908 Мейтнер открывает явление радиоактивной отдачи: ядро после испускания частицы испытывает нечто похожее на отдачу при выстреле.