تسببت أخبار تفجير هيروشيما وناجازاكي في صدمة كبيرة لأوتو هان ، مكتشف انشطار اليورانيوم ، حيث كان على أصدقائه أن يكونوا في الخدمة على مدار الساعة خوفًا من الانتحار.
ولد أوتو هان في 8 مارس 1879 في فرانكفورت ماين. كان والده حرفيًا ، ثم أصبح مالكًا لمصنع صغير ونائبًا لمجلس المدينة. لم تكن الأسرة تعيش في فقر ، ولكن من بين الأبناء الأربعة فقط ، كان الأكبر ، كارل ، قادرًا على إرساله إلى صالة الألعاب الرياضية. التحق أوتو الأصغر والأصغر سناً بمدرسة مهنية.
عندما كان مراهقًا ، أصبح غان مهتمًا بالروحانية. ولكن بعد قراءة العديد من الكتابات الغامضة ، أصبح مقتنعًا بعدم وجود معنى لها ولم يعد إليها أبدًا. ربما كان ذلك هو السبب في أنه طور عدم ثقة عميقة في أي نوع من المعرفة التخمينية التي تتحدى التحقق الموضوعي. طوال حياته ، ظل غان غير مبال بالقضايا الميتافيزيقية والدينية.
تم تحديد اهتماماته الحقيقية في وقت متأخر. نظرًا لكونه حيًا ومبتكرًا للمقالب ، لم يفكر أوتو كثيرًا في اختيار المهنة. قرر أن يصبح كيميائيًا فقط في صفه الأول ، تحت تأثير محاضرات الباحث الشهير م. فرويند.
في عام 1897 ، التحق هان بجامعة ماربورغ ، وفي عام 1901 دافع عن أطروحته في الكيمياء العضوية. تبعت الجامعة خدمة عسكرية لم يُظهر أوتو أدنى حماسة لها. بعد فترة وجيزة من الخدمة ، قررت إدارة أحد المصانع تعيين شاب مدرب جيدًا ومهذب للعمل في الخارج. في عام 1904 ، ذهب هان إلى لندن ، وكان ينوي في نفس الوقت دراسة الكيمياء مع ف. رامزي.
كان رامزي في ذلك الوقت يدرس العناصر المشعة وأمر أوتو بالحصول على تحضير قوي للراديوم من ملح الباريوم. حددت نتائج التجربة مسبقًا جميع الأنشطة الإضافية لغانا. اكتشف المبتدئ الوليد ، بشكل غير متوقع لنفسه وزملائه ، مادة مشعة جديدة أطلق عليها اسم الراديوتوريوم. بعد ستة أشهر من انتهاء إقامته في لندن ، اقترح رامزي أن يتخلى غان عن العمل في الصناعة وأن يكرس نفسه بالكامل لمجال جديد غير معروف - الكيمياء الإشعاعية. وهكذا ، بدأت فترة جديدة في حياة أوتو هان ، الذي كان لا يزال ينجرف مع التيار. في أعماقه ، اعتبر نفسه عصاميًا ، قرر الخضوع لتدريب داخلي مع الباحث الرائد في مجال النشاط الإشعاعي إي رذرفورد قبل العودة إلى برلين. لطالما كانت علاقة أوتو بالعلم خالية من المصلحة الذاتية. علاوة على ذلك ، في تلك السنوات كان يعمل في Rutherford مجانًا: لم تكن هناك معدلات ، ومن ثم لم يكن المتدربون مؤهلين للحصول على منحة دراسية. حصل على أول منصب بدوام كامل له في سن 33. قبل ذلك ، دعمه والديه وإخوته ، ودفعوا أيضًا تكاليف التجارب.
استقبل رذرفورد غانا وديًا ، لكنه ذكر أنه لا يؤمن بوجود إشعاع. ردا على ذلك ، أجرى أوتو تجارب مماثلة مع مواد أخرى تنبعث منها جسيمات ألفا ، واكتشف مادة أخرى - الثوريوم سي ، ثم الإشعاعي. في مونتريال ، بالقرب من رذرفورد ، أثبت هان نفسه أخيرًا في قرار تكريس نفسه للبحث في النشاط الإشعاعي. ولا تكمن النقطة في أنه تعرّف هنا على المشكلات والأساليب الجسدية ، كما هو الحال في التواصل مع رذرفورد. أصبح رذرفورد اللامع والديمقراطي والذي غالبًا ما يكون صاخبًا ، وليس مثل الأساتذة الألمان الموقرين ، نموذجًا لأوتو. وأصبحت بيئة المختبر والجدية في العمل والمناقشة الحرة واستقلالية الحكم والقبول العلني للأخطاء نموذجًا للعالم الشاب لتحقيقه وهو ما تطلع إليه لاحقًا في معهده.
بالعودة إلى برلين عام 1906 ، دخل هان إلى المختبر الكيميائي لجامعة برلين تحت إشراف البروفيسور ز. فيشر. يعتبر فيشر ، الكيميائي العضوي القديم ، الأداة الأكثر موثوقية للباحث "أنفه" ، وليس عدادًا يسجل الأشعة الغامضة. من ناحية أخرى ، سرعان ما أصبح هان صديقًا لدائرة من الفيزيائيين الشباب في برلين.هنا في 28 سبتمبر 1907 ، التقى الكيميائي المبتكر بالفيزيائية النظرية ليز مايتنر. منذ ذلك الوقت ، عملوا معًا لمدة ثلاثة عقود. أصبحت تركيبة هان-مايتنر واحدة من أكثر الأبحاث الذرية نجاحًا وإثمارًا.
أوتو هان وليز مايتنر
في عام 1912 ، انتقل هان إلى معهد الكيمياء الذي تم إنشاؤه حديثًا التابع لجمعية القيصر فيلهلم (أصبح هان فيما بعد مديرًا لهذا المعهد). سجل أوتو على مر السنين مثير للإعجاب. في عام 1907 ، تم اكتشاف عنصر جديد - ميزوتوريوم. في عام 1909 ، أجريت تجارب مهمة لدراسة ظاهرة الارتداد. في عام 1913 ، وبمشاركة Meitner ، اكتشف اليورانيوم X2. على الرغم من العمل الرائع ، كان مبنى الورشة الخشبي القديم والضيق بمثابة غرفة للمختبر. والطريق إلى مهنة أكاديمية لغانا مغلق لفترة طويلة. على الرغم من ترقيته إلى أستاذ عام 1910 ، إلا أن الكيمياء الإشعاعية لم تكن من بين المواد التي تُدرس في الجامعات الألمانية حتى عام 1919.
في أغسطس 1914 ، تم تجنيد غانا في الجيش. في ذلك الوقت ، لم تكن الحاجة إلى القتال تسبب خلافًا مع ضميره. على الأرجح ، تأثرت بتصاعد المشاعر القومية والولائية ، والتعليم المنزلي ، الذي ارتقى إلى مستوى الوفاء الصارم بالواجب تجاه القيصر والأمة ، وربما الفكرة الرومانسية للحرب. في الأشهر الأولى من الحرب ، في غانا ، بدا أن إهمال سنوات دراسته قد استيقظ ، خاصة وأن دوره لم يشارك بشكل مباشر في الأعمال العدائية. في بداية عام 1915 ، طُلب منه البدء في تطوير مواد سامة ، وبعد تردد قصير ، وافق ، مؤمنًا بالحجج حول إنسانية السلاح الجديد ، والتي يُزعم أنها ستقرب نهاية الحرب. فعل معظم زملائه نفس الشيء. (صحيح ، ليس كل شيء: الكيميائي الألماني ، الحائز على جائزة نوبل عام 1915 ر. ويلستاتر ، على سبيل المثال ، رفض). فقط لاحقًا لاحظ أوتو بألم: "من حيث الجوهر ، ما كنا نفعله آنذاك كان فظيعًا. لكن هذا كان ".
كما ترى ، لم يوبخه أوتو وزملاؤه ، الذين اعتبروا حياته الإبداعية سلسلة من النجاحات الرائعة ، وصعود مستمر إلى الحقيقة. وفقًا لما ذكره إم فون لاو (الفيزيائي الألماني ، الحائز على جائزة نوبل) ، فإن مهنة هان يمكن "تشبيهها بمنحنى يبدأ من نقطة عالية - مع اكتشاف الرادياتير ، يرتفع أعلى وأعلى - نحو اكتشاف mesotorium ، يصل إلى أقصى درجاته في لحظة اكتشاف اليورانيوم الانشطاري النووي ".
تم إجراء تجارب مماثلة في باريس من قبل إيرين كوري.
درس هان ومايتنر والموظف الشاب ستراسمان العديد من النظائر المشعة التي تم الحصول عليها بقذف اليورانيوم أو الثوريوم بالنيوترونات ، وبالتالي حسّنوا المنهجية التجريبية التي تمكنوا في غضون دقائق قليلة من عزل النظير المشع المطلوب. مسابقات منظمة. حملت مايتنر ساعة توقيت في يدها ، بينما أخذ هان وستراسمان المستحضر المشعّ ، وأذابه ، ورسّب ، وفلتر ، وفصل الراسب ونقله إلى العداد. في أقل من دقيقتين ، فعلوا ما يستغرق عادة من ساعتين إلى ثلاث ساعات. كل ما تم إنشاؤه في مختبر هان اعتبره جماعات الضغط الذرية في العالم حقيقة لا جدال فيها ، فقد استخدموا مصطلحات هان (بالمناسبة ، اقترضت من أعمال د.منديليف). يبدو أن البحث في أكبر ثلاثة مختبرات في العالم - في برلين وروما (فيرمي) وباريس - لا يترك مجالًا للشك في أنه عندما تم تشعيع اليورانيوم بالنيوترونات ، احتوت منتجات الاضمحلال على إيك-رينيوم وإيكا-أوسميوم. كان من الضروري فك مسارات تحولاتهم ، لتحديد فترات نصف العمر. واعتبرت هذه العناصر ما بعد اليورانيوم. صحيح ، في عام 1938 ، اكتشفت إيرين كوري نظيرًا مشابهًا لللانثانم في منتجات الاضمحلال ، لكنها لم تكن لديها ثقة كافية في ذلك ، وكانت على وشك اكتشاف انشطار اليورانيوم - مثل هذا الانحلال الذي بدا مستحيلًا. كانت الطاقة التي تربط البروتونات والنيوترونات في نواة الذرة كبيرة جدًا لدرجة أنه بدا من غير المعقول تخيل أن نيوترون واحد فقط يمكنه التغلب عليها.
كيف كانت هذه العمليات حقا مثل؟ لقد تم تسويتها بعد ذلك بقليل ، لكن في الوقت الحالي ، ظهرت القضايا السياسية في المقدمة. كان لا بد من نسيان النيوترونات والبروتونات لفترة من الوقت ، ولم تكن المسيرات العسكرية والخطب الحربية تبشر بالخير. رفضت السلطات الألمانية جواز سفر المرأة اليهودية ليزا مايتنر ، وهي مواطنة نمساوية ، بعد الضم. وفقًا للقانون النازي ، لم يكن لها أيضًا الحق في مغادرة ألمانيا. كان المخرج الوحيد لها هو الرحلة. طلب هان من نيلز بور المساعدة. وافقت الحكومة الهولندية على قبولها بدون جواز سفر. حزمت ليز أكثر الأشياء الضرورية وغادرت إلى هولندا "في إجازة".
استهلك القلق والقلق فيما يتعلق برحيل مايتنر أوتو طوال صيف عام 1938 تقريبًا. لقد حان الخريف. في ذلك الخريف عندما توصل هان وستراسمان إلى أهم اكتشاف. استؤنفت التجارب والبحث النظري. كان هناك شعور حاد بغياب Meitner: كان هناك نقص في المستشار المعقول والقاضي الصارم ، والمنظر الذي سيجري حسابات معقدة.
فريتز ستراسمان
لجأ هان إلى طريقة المؤشر. تم استخدام مجموعة متنوعة من أدوات التتبع المشعة عدة مرات ، لكن النتيجة كانت واحدة. المادة المشعة التي ظهرت عندما تم قصف اليورانيوم بالنيوترونات البطيئة تشبه الباريوم في الخصائص ؛ لا يمكن فصله عن الباريوم بأي طريقة كيميائية. لذلك اكتشف أوتو هان وفريتز ستراسمان بالفعل انشطار نوى اليورانيوم. كان ستراسمان يبلغ من العمر 37 عامًا في ذلك الوقت ، وكان هان يستعد للاحتفال بعيد ميلاده الستين.
نُشر المقال في نهاية عام 1938. في الوقت نفسه ، أرسل هان نتائج التجارب إلى Meitner ، في انتظار تقييمها. جلب العام الجديد نظرية جديدة. وفقًا لذلك ، يجب أن تنقسم نواة اليورانيوم عند تعريضها للإشعاع بالنيوترونات البطيئة إلى جزأين ، إلى ذرات الباريوم والكريبتون. في هذه الحالة ، تظهر قوى التنافر بين النوى المشكلة حديثًا ، والتي تصل طاقتها إلى مائتي مليون إلكترون فولت. هذه طاقة هائلة لا يمكن الحصول عليها في عمليات أخرى. اقترضت الفيزياء مصطلح "الانشطار" من علم الأحياء ، وهذه هي الطريقة التي يتكاثر بها البروتوزوا. قام زميل وابن أخ مايتنر فريش بإجراء تجربة عاجلة على انشطار اليورانيوم ، وأكد النظرية وتعهد بكتابة مقال.
كانت النتائج التي حصل عليها هان وستراسمان متناقضة بشدة مع آراء أكثر العلماء موثوقية لدرجة أنهم حيروا الباحثين أنفسهم. تحتوي رسائل هان إلى Meitner بين الحين والآخر على الكلمات "مذهلة" ، "مذهلة للغاية" ، "مذهلة" ، "نتائج رائعة". لاستخلاص النتيجة الصحيحة ، والتي تتعارض مع الأفكار السائدة في ذلك الوقت ، تطلب أوتو ليس فقط البصيرة ، ولكن أيضًا الشجاعة غير العادية. أعطوا غانا الثقة في نقاء التجربة ، أي في مصداقية النتائج التي تم الحصول عليها.
قد تكون أحداث أيام قليلة فقط ، والتي وقعت في أكبر المراكز العلمية في الولايات المتحدة الأمريكية ، بمثابة سيناريو لفيلم مغامرات مثير.
غير مدركين أن اكتشاف هان وستراسمان ومايتنر يجب أن يظل سراً ، وصل أقرب مساعدي بورا روزنفيلد إلى برينستون (الولايات المتحدة الأمريكية) ليجد نفسه في حفل للفيزيائيين في نادي الجامعة. تملؤه الأسئلة: ما الجديد في أوروبا؟ يتحدث روزنفيلد عن تجارب هان وستراسمان والاستنتاجات النظرية لميتنر وفريش. يحضر الاجتماع أحد موظفي فيرمي ؛ في تلك الليلة يقود سيارته إلى نيويورك ، واقتحم مكتب فيرمي ونشر الأخبار. في غضون دقائق ، بدأ فيرمي في تطوير مشروع للتجارب القادمة. أولاً ، تحتاج إلى إعادة إنتاج عملية انشطار نواة اليورانيوم ، ثم قياس الطاقة المنبعثة. أدرك فيرمي ما فاته قبل خمس سنوات عندما قصف اليورانيوم لأول مرة بالنيوترونات البطيئة.
إنريكو فيرمي
في باطن الأرض بجامعة كولومبيا ، تنشطر نواة يورانيوم ، غير مدركين أن فريش قد أجرى بالفعل تجربة مماثلة. على عجل (في عجلة من أمره لمعرفة اكتشاف شخص آخر) يتم إعداد رسالة لمجلة "الطبيعة".
عند علمه بتسريب المعلومات ، يخشى بوهر من أن يتغلب شخص ما على مايتنر وفريش. عندها سيجدون أنفسهم في موقع الاستيلاء على اكتشاف شخص آخر. في المؤتمر في واشنطن ، علم بور أن تجارب فيرمي الانشطارية لليورانيوم تسير على قدم وساق ، ويرسل برقيات إلى كوبنهاغن إلى فريش لنشر نتائج التجارب على الفور. في اليوم التالي ، ظهر عدد جديد من المجلة مع مقال بقلم هان وستراسمان. في نفس اليوم ، وصلت أنباء مواساة - أرسل فريش المقال إلى الصحافة. الآن بور هادئ ويمكنه أن يخبر الجميع عن انشطار اليورانيوم. حتى قبل أن ينهي حديثه ، غادر العديد من الأشخاص القاعة وركضوا تقريبًا إلى معهد كارنيجي ، إلى المسرع القوي. كان من الضروري تغيير الأهداف على الفور والتحقيق في انشطار نواة اليورانيوم.
في اليوم التالي ، تمت دعوة بور وروزنفيلد إلى مؤسسة كارنيجي. لأول مرة رأى بور عملية التقسيم على شاشة راسم الذبذبات.
في الوقت نفسه في باريس ، لاحظت عائلة جوليو كوري تحلل نوى اليورانيوم والثوريوم ، واصفة هذا الاضمحلال بأنه "انفجار". ظهرت مقالة فريدريك بعد أسبوعين فقط من مقالة Meitner و Frisch. وهكذا ، في أقل من شهر ، قامت أربعة مختبرات (في كوبنهاغن ونيويورك وواشنطن وباريس) بتقسيم نواة يورانيوم وأظهرت إطلاق طاقة هائلة. لكن قلة من الناس يعرفون أن هناك أيضًا مختبرًا خامسًا - في معهد البوليتكنيك في لينينغراد ، حيث تم أيضًا تطوير نظرية انشطار اليورانيوم.
مراجع:
1. Gernek F. رواد العصر الذري. م: التقدم ، 1974S 324-331.
2. كونستانتينوفا س تقسيم. // المخترع والمبتكر. 1993. رقم 10. س 18-20.
3. معابد يو الفيزياء. كتاب مرجعي للسيرة الذاتية. م: العلوم. 1983 ص 74.
