Zpráva o bombardování Hirošimy a Nagasaki způsobila u Otto Hahna, objevitele štěpení uranu, takový šok, že jeho přátelé museli být ve službě nepřetržitě ze strachu ze sebevraždy.
Otto Hahn se narodil 8. března 1879 ve Frankfurtu nad Mohanem. Jeho otec byl řemeslník, poté se stal majitelem malé továrny a zástupcem městské rady. Rodina nežila v chudobě, ale ze čtyř synů dokázal poslat na gymnázium pouze nejstarší, Karl. Tři nejmladší a nejmladší, Otto, chodili do učiliště.
Jako teenager se Gan začal zajímat o spiritualismus. Ale po přečtení mnoha okultních spisů se přesvědčil o jejich nesmyslnosti a už se k nim nevrátil. Možná právě tehdy vyvinul hlubokou nedůvěru ke všem druhům spekulativních znalostí, které se vzpírají objektivnímu ověření. Gan byl po celý svůj život lhostejný k metafyzickým a náboženským problémům.
Jeho skutečné zájmy byly stanoveny pozdě. Oživlý, vynalézavý pro žerty, Otto o volbě povolání málo přemýšlel. Chemikem se rozhodl stát až ve své vyšší třídě, pod vlivem přednášek tehdy slavného badatele M. Freunda.
V roce 1897 nastoupil Hahn na univerzitu v Marburgu, v roce 1901 obhájil diplomovou práci z organické chemie. Po univerzitě následovala vojenská služba, pro kterou Otto neprojevoval sebemenší zápal. Brzy po službě se vedení jedné z továren rozhodne najmout dobře vyškoleného a vychovaného mladíka na práci do zahraničí. V roce 1904 odešel Hahn do Londýna, přičemž měl v úmyslu současně studovat chemii u V. Ramsaye.
Ramsay v té době studoval radioaktivní prvky a nařídil Ottovi, aby získal silnou přípravu radia ze soli barya. Výsledek experimentu předurčil všechny další aktivity Ghany. Unikající nováček, nečekaně pro sebe a své kolegy, objevil novou radioaktivní látku, kterou nazval radiotorium. Když o šest měsíců později skončil jeho pobyt v Londýně, Ramsay navrhl, aby se Ghan vzdal práce v průmyslu a plně se věnoval novému, málo známému oboru - radiochemii. Začalo tedy nové období v životě Otto Hahna, který se stále unášel proudem. V hloubi duše se považoval za samouka a před návratem do Berlína se rozhodl absolvovat stáž u předního výzkumného pracovníka v oblasti radioaktivity E. Rutherforda. Ottův vztah k vědě byl vždy bez vlastního zájmu. V těch letech navíc pracoval pro Rutherford zdarma: neexistovaly žádné sazby a poté stážisté neměli nárok na stipendium. Svou první pozici na plný úvazek získal ve věku 33 let. Předtím ho podporovali jeho rodiče a bratři, také platili náklady na experimenty.
Rutherford přijal Ghanu smírně, ale prohlásil, že v existenci radiotoria nevěřil. V reakci na to Otto provedl podobné experimenty s jinými látkami, které emitují částice alfa, a objevil další látku - thorium C, pak radioaktinium. V Montrealu poblíž Rutherfordu se Hahn nakonec prosadil v rozhodnutí věnovat se výzkumu radioaktivity. A nejde ani tak o to, že se zde seznámil s fyzickými problémy a metodami, jako v komunikaci s Rutherfordem. Brilantní, demokratický a často hlučný Rutherford, ani v nejmenším jako důstojní němečtí profesoři, se stal Ottovým ideálem. A laboratorní prostředí, seriózní práce, volná diskuse, nezávislost úsudku a otevřené přiznání chyb se staly vzorem pro mladého vědce, k dosažení kterého později ve svém ústavu usiloval.
Po návratu do Berlína v roce 1906 vstoupil Hahn pod dohledem profesora Z. Fischera do chemické laboratoře na univerzitě v Berlíně. Starý organický chemik Fischer považoval za nejspolehlivější nástroj výzkumníka „svůj vlastní nos“, a ne počítadlo registrující tajemné paprsky. Na druhou stranu se Hahn rychle spřátelil s kruhem mladých berlínských fyziků. Zde, 28. září 1907, se on, vynalézavý chemik, setkal s teoretickou fyzičkou Lise Meitnerovou. Od té doby spolu pracovali tři desetiletí. Kombinace Hahn-Meitner se stala jednou z nejúspěšnějších a nejplodnějších v atomovém výzkumu.
Otto Hahn a Lise Meitner
V roce 1912 přešel Hahn na nově založený Chemický ústav Kaiser Wilhelm Society (později se Hahn stal ředitelem tohoto ústavu). Ottovy výsledky za ta léta jsou působivé. V roce 1907 byl objeven nový prvek - mezotorium. V roce 1909 byly provedeny důležité experimenty ke studiu jevů zpětného rázu. V roce 1913 za účasti Meitnera objevil uran X2. Navzdory skvělé práci sloužila stará a stísněná dřevěná dílna jako místnost pro laboratoř. A cesta k akademické kariéře pro Ghanu byla na dlouhou dobu uzavřena. Ačkoli byl v roce 1910 povýšen na profesora, až do roku 1919 nebyla radiochemie mezi předměty vyučovanými na německých univerzitách.
V srpnu 1914 byla Ghana odvedena do armády. Tehdy potřeba boje nezpůsobila nesoulad s jeho svědomím. Pravděpodobně to bylo ovlivněno návalem nacionalistických a věrných nálad, domácím vzděláváním, které povýšilo na absolutní přísné plnění povinností vůči Kaiseru a národu, a možná i romantickou představou války. V prvních měsících války se v Ghaně jako by probudila neopatrnost jeho studentských let, zejména proto, že se jeho část přímo neúčastnila nepřátelských akcí. Na začátku roku 1915 byl požádán, aby zahájil vývoj jedovatých látek, a po krátkém váhání souhlasil, věřil v argumenty o lidskosti nové zbraně, která údajně přinese blíže konec války. Totéž udělala většina jeho kolegů. (Pravda, ne všichni: například německý chemik, laureát Nobelovy ceny za rok 1915 R. Willstatter to odmítl.) Až později Otto s bolestí poznamenal: „V podstatě to, co jsme tehdy dělali, bylo strašné. Ale to bylo."
Jak vidíte, Otto a jeho kolegové mu nic nevyčítali, protože jeho tvůrčí život považoval za řetězec brilantních úspěchů a za neustálý vzestup k pravdě. Hahnovu kariéru lze podle M. von Laue (německý fyzik, laureát Nobelovy ceny) „přirovnat ke křivce, která začíná od vysokého bodu - s objevem radiatoria, stoupá stále výš - směrem k objevu mesotorium, dosahuje svého maxima v okamžiku objevu jaderného štěpného uranu “.
Podobné experimenty provedla v Paříži Irene Curie.
Hahn, Meitner a mladý zaměstnanec Strassmann studovali několik radioaktivních izotopů, které byly získány bombardováním uranu nebo thoria neutrony, a tak vylepšili experimentální metodiku, aby během několika minut dokázali izolovat požadovaný radioaktivní izotop. Organizované soutěže. Meitner držela v ruce stopky, zatímco Hahn a Strassmann vzali ozářený přípravek, rozpustili, vysráželi, filtrovali, sraženinu oddělili a přenesli na pult. Za necelé dvě minuty udělali to, co by normálně trvalo dvě až tři hodiny. Všechno, co bylo vytvořeno v laboratoři Hahna, atomoví lobbisté světa považovali za neoddiskutovatelnou pravdu, použili Hahnovu terminologii (mimochodem, vypůjčenou z děl D. Mendělejeva). Výzkum ve třech největších laboratořích na světě - v Berlíně, Římě (Fermi) a Paříži - podle všeho nenechal na pochybách, že když byl uran ozářen neutrony, produkty rozpadu obsahovaly ek -rhenium a eka -osmium. Bylo nutné rozluštit cesty jejich transformací, určit poločasy. Tyto prvky byly považovány za transuranické. Je pravda, že v roce 1938 objevila Irene Curie v produktech rozpadu izotop podobný lanthanu, ale neměla v to dostatečnou důvěru a byla na pokraji objevení štěpení uranu - takového rozpadu, který se zdál nemožný. Energie, která vázala protony a neutrony v jádru atomu, byla tak velká, že se zdálo nemyslitelné si představit, že by jej dokázal překonat pouze jeden neutron.
Jak tyto procesy skutečně vypadaly? Byly vyřešeny o něco později, ale prozatím se do popředí dostaly politické otázky. Na neutrony a protony se muselo na chvíli zapomenout, vojenské pochody a válečné projevy nevěstily nic dobrého. Židovce Lisě Meitnerové, rakouské občance, byl po anšlusu německými úřady odepřen cestovní pas. Podle nacistických zákonů také neměla právo opustit Německo. Jediným východiskem pro ni byl útěk. Hahn požádal Nielse Bohra o pomoc. Nizozemská vláda souhlasila, že ji přijme bez pasu. Lise sbalila nejnutnější věci a odešla do Holandska „na dovolenou“.
Obava a úzkost v souvislosti s Meitnerovým odchodem pohltily Otu téměř celé léto 1938. Přišel podzim. Ten podzim, kdy Hahn a Strassmann učinili nejdůležitější objev. Obnovily se experimenty a teoretická pátrání. Absence Meitnera byla akutně cítit: chyběl rozumný poradce a přísný soudce, teoretik, který by prováděl složité výpočty.
Fritz Strassmann
Hahn se uchýlil k metodě indikátorů. Mnohokrát byly použity různé radioaktivní stopovače, ale výsledek byl stejný. Radioaktivní látka, která se objevila, když byl uran bombardován pomalými neutrony, svými vlastnostmi připomínala baryum; nebylo možné jej od baria oddělit žádnou chemickou metodou. Otto Hahn a Fritz Strassmann tedy ve skutečnosti objevili štěpení uranových jader. Strassmannovi bylo v té době 37 let a Hahn se připravoval na oslavu svých šedesátých narozenin.
Článek vyšel na konci roku 1938. Současně Hahn poslala Meitnerovi výsledky experimentů a čekala na její vyhodnocení. Nový rok přinesl novou teorii. Podle ní by se jádro uranu při ozáření pomalými neutrony mělo rozdělit na dvě části, na atomy barya a kryptonu. V tomto případě se mezi nově vytvořenými jádry objevují odpudivé síly, jejichž energie dosahuje dvou set milionů elektronvoltů. Jedná se o kolosální energii, kterou nelze získat jinými procesy. Fyzika si vypůjčila termín „štěpení“z biologie, takto se rozmnožují prvoci. Kolega a synovec Meitnera Frische, který naléhavě prováděl experiment na štěpení uranu, potvrdil teorii a zavázal se napsat článek.
Výsledky, které získali Hahn a Strassmann, byly tak ostře v rozporu s názory těch nejautentičtějších vědců, že si sami vědce lámali hlavu. Hahnovy dopisy Meitnerovi občas obsahují slova „úžasný“, „mimořádně úžasný“, „ohromující“, „fantastické výsledky“. Aby Otto vyvodil správný závěr, který je v rozporu s tehdejšími představami, vyžadoval nejen prozíravost, ale také mimořádnou odvahu. Dali Ghaně důvěru v čistotu experimentu, tj. ve spolehlivost získaných výsledků.
Události několika dní, které se odehrály v největších vědeckých centrech Spojených států amerických, mohou dobře posloužit jako scénář vzrušujícího dobrodružného filmu.
Neuvědomující si, že objev Hahna, Strassmanna a Meitnera musí být utajen, dorazí nejbližší spolupracovník Bora Rosenfelda do Princetonu (USA) a ocitne se na párty fyziků v univerzitním klubu. Je bombardován otázkami: co je nového v Evropě? Rosenfeld hovoří o experimentech Hahna a Strassmanna a teoretických závěrech Meitnera a Frische. Na schůzce je přítomen zaměstnanec společnosti Fermi; té noci odjíždí do New Yorku, vloupá se do Fermiho kanceláře a rozbíjí zprávy. Během několika minut začal Fermi vyvíjet projekt pro nadcházející experimenty. Nejprve musíte reprodukovat proces štěpení uranového jádra a poté změřit uvolněnou energii. Fermi si uvědomuje, co mu chybělo před pěti lety, když poprvé bombardoval uran pomalými neutrony.
Enrico Fermi
V podzemí Kolumbijské univerzity se štěpí jádro uranu, aniž by tušil, že Frisch již podobný experiment provedl. Ve spěchu (ve spěchu na odhalení objevu někoho jiného) se připravuje zpráva pro časopis „Příroda“.
Když se Bohr dozví o úniku informací, obává se, že někdo předběhne Meitnera a Frische. Pak se ocitnou v pozici přivlastňování si objevu někoho jiného. Na sjezdu ve Washingtonu se Bohr dozví, že Fermiho experimenty se štěpením uranu jsou v plném proudu, a posílá telegramy do Kodaně do Frischu, aby okamžitě zveřejnil výsledky experimentů. Další den se objevilo nové číslo časopisu s článkem Hahna a Strassmanna. Ve stejný den dorazily utěšující zprávy - Frisch poslal článek do tisku. Nyní je Bor klidný a může všem říct o štěpení uranu. Ještě předtím, než dokončil řeč, několik lidí opustilo halu a málem se rozběhlo do Carnegie Institute, k silnému akcelerátoru. Bylo nutné okamžitě změnit cíle a prozkoumat štěpení uranového jádra.
Následujícího dne byli Bohr a Rosenfeld pozváni do Carnegieho ústavu. Bohr poprvé viděl proces dělení na obrazovce osciloskopu.
Ve stejné době v Paříži Joliot-Curie pozorovali rozpad jader uranu a thoria a nazývali tento rozpad „výbuchem“. Frederickův článek se objevil pouhé dva týdny po článku Meitnera a Frische. Za méně než měsíc tedy čtyři laboratoře (v Kodani, New Yorku, Washingtonu a Paříži) štěpily jádro uranu a ukázaly, že se uvolňuje obrovská energie. Málokdo ale věděl, že existuje i pátá laboratoř - na Polytechnickém institutu v Leningradě, kde se také rozvíjela teorie štěpení uranu.
Reference:
1. Gernek F. Průkopníci atomové doby. M.: Progress, 1974 S. 324-331.
2. Konstantinova S. Rozdělení. // Vynálezce a inovátor. 1993. č. 10. S. 18-20.
3. Chrámy Yu fyzika. Životopisná příručka. M.: Věda. 74. 1983.
