Лиз Мейтнер и Отто Фриш

Мое перо вывело: «Однажды в дождливое утро в университетский кабинет Руди зашел его давний друг и коллега Отто Фриш», но я вовремя спохватилась, осознав, что без небольшого предисловия все дальнейшее будет непонятно. Итак, мне придется вернуться на пару лет назад.

* * *

Честно скажу, хотя я и окончила физфак ЛГУ, а мой муж был профессиональным физиком и на протяжении многих лет я слушала его беседы с коллегами за ужином в нашем доме (кое-что о физике он рассказывал мне сам), мои знания о достижениях этой науки к тому времени оставались поверхностными и отрывочными. Поэтому на нескольких следующих страницах возможны ошибки, хотя историю, изложенную ниже, я слышала много раз от непосредственных участников и в разных компаниях.

Еще когда мы были в Риме в 1933 году, Энрико Ферми говорил о том, к каким интересным находкам может привести облучение тяжелых ядер нейтронами. Он занялся этими экспериментами перед нашим отъездом. В 1934 году Лиз Мейтнер, работавшая тогда в Институте кайзера Вильгельма в Берлине, уговорила своего давнего коллегу, известного химика Отто Гана, организовать группу для нейтронного облучения урана и исследования получаемых продуктов. Мейтнер, Ган и Штрассман (Фриц Штрассман – молодой ассистент Гана) быстро повторили эксперименты Ферми и пошли дальше. До 1938 года общепринятым было мнение, что нейтроны, проникая в тяжелое ядро, удерживаются им «в неволе», давая жизнь еще более тяжелым ядрам, доселе неизвестным. Обобщенно их называют трансуранами. Именно так думал Ферми после экспериментов в Риме в 1934 году. К 1938 году Мейтнер, Ган и Штрассман опубликовали десяток статей, подтверждавших трансурановую гипотезу.

И тем не менее что-то беспокоило Лиз. В продуктах облучения урановой мишени попадались химические элементы легче урана, происхождение которых она не могла понять. В начале июля 1938 года (запомните эту дату) Отто Ган сообщил Лиз, что вновь тщательно проанализировал продукты предыдущего эксперимента и нашел в них три вещества, химически ведущие себя как радий (атомный номер 88) – на четыре атомных единицы ниже урана. «Я решил провести новый анализ, после того как неделю назад получил письмо от Ирен Кюри и Павла Савича, которые тоже упоминают радий», – написал Ган.

Лиз не успела ответить ему сразу же. В тот день ее мучили другие мысли.

Еще в 1937 году в Германии был принят закон «О принципах руководства», согласно которому Институт кайзера Вильгельма переходил в государственную собственность, со всеми вытекающими последствиями. Немногие еще оставшиеся в Институте евреи были изгнаны, Лиз была последней. Ее спасало (увы, недолго) то, что она была не немецкой, а австрийской гражданкой.

В марте 1938 года произошел аншлюс, Гитлер поглотил Австрию, и все австрийцы автоматически стали немецкими гражданами. Положение Лиз Мейтнер буквально за день оказалось катастрофическим. Ее досье попало на рассмотрение Генриху Гиммлеру, который начертал: «Уволить, но из Германии не выпускать… Крайне нежелательно, чтобы известные евреи покидали Германию; они не должны иметь возможность рассказывать за границей о своем отношении к Германии». Лиз узнала об этом в июне 1938-го. Ей грозил концлагерь. Теперь уже ни о какой легальной эмиграции не могло быть и речи.

Когда о беде, в которую попала Лиз, узнал Нильс Бор, он сразу же позвонил своему голландскому коллеге Дирку Костеру: «Что мы можем сделать для Лиз?» Костер немедленно занялся ее въездной визой в Голландию. Солидарность честных людей… Без разрешения на выезд ей предстояло пересечь границу Германии нелегально. В Берлине в задуманный побег были посвящены (кроме Лиз) только Отто Ган и научный консультант издательства «Шпрингер» Пауль Розбауд. Секретный характер предстоящего лишь усиливал нервное напряжение Лиз.

Костер приехал в Берлин в понедельник вечером. Во вторник 12 июля Мейтнер пришла в институт рано. Ган рассказал ей о деталях плана Костера. Гану нужно было встретиться с ним лично, перед уходом он попросил Лиз не выходить из института до позднего вечера. «Фрейлейн Мейтнер, – сказал он, – возьмите это брильянтовое кольцо. Когда-то оно принадлежало моей матери. Если понадобится подкупить пограничников, используйте его».

На следующий день Розбауд отвез Лиз на берлинский вокзал. В последние минуты, уже на перроне, страх парализовал Лиз. Она вцепилась в Розбауда и умоляла его отвезти ее домой. Розбауд отказался. Костер ждал Лиз в поезде; они поздоровались, как будто встретились случайно. В поездке не произошло ничего примечательного. Когда они приблизились к голландской границе, Лиз занервничала, но пересечение границы прошло без инцидентов.

В шесть вечера они были в Гронингене. Впервые за несколько месяцев Лиз смогла думать о чем-либо, кроме побега из Германии. Облегчение от удачного исхода перешло в шок. В шестьдесят лет – жизнь с нуля. Вырвана с корнем из привычной жизни, оторвана от работы, друзей, родного языка, каких-либо источников дохода. Лиз стала лицом без гражданства, без паспорта, без крыши над головой, совершенно одна. Семьи у нее не было.

Сообщив, что она в безопасности, Лиз написала Гану: «Мне кажется, что в сложившейся ситуации, когда мы не понимаем происхождения легких ядер, не стоит публиковать наш последний результат до тех пор, пока абсолютно все не станет ясно». Ган попросил Штрассмана подготовить новую серию экспериментов.

Вскоре Лиз перебралась в Швецию, и там Карл Сигбан, директор Нобелевского института экспериментальной физики, нобелевский лауреат 1924 года, предоставил ей место для лаборатории, однако не выделил ни сотрудников, ни оборудования, ни средств на проведение исследований. И самое главное – никакой зарплаты. Ни гроша. Как и предвидела Лиз, жизнь надо было начинать сначала…

От депрессии ее спасали лишь письма Гана, который вместе со Штрассманом продолжал эксперименты в Берлине. Отто советовался с Лиз, обсуждал с ней новые результаты и спрашивал ее мнение по ключевым вопросам. Сотрудничество с Ганом продолжалось в том же ритме, как и до ее побега из Берлина. В ноябре 1938 года они тайно встретились в Копенгагене, где обсудили и наметили последующие измерения.

Обычно рождественские каникулы Лиз проводила в Берлине со своим племянником Отто Фришем. Мать Фриша (сестра Лиз) была известной пианисткой. Как и Лиз, Отто был родом из Вены. Любимый город, в который они не могли вернуться… Нильс Бор приютил Отто в своем институте в Копенгагене. В том году в первый раз за много лет Лиз с племянником не могли встретиться в Берлине и решили провести каникулы в маленьком шведском городке Кунгалв недалеко от Гетеборга.

Фриш приехал в Кунгалв за пару дней до Рождества поздно вечером. Утром, выйдя из комнаты и направляясь на завтрак, он увидел Лиз, погруженную в чтение письма от Гана. Видно было, что она озабочена, мысли ее витали далеко. Лиз даже не обняла и не выслушала племянника. Первым делом она вручила ему письмо.

Содержание его настолько поразило Фриша, что, не поверив своим глазам, он перечитал еще раз. Ган писал, что три вещества, которые по химическим показателям они прежде считали радием, скорее всего являются изотопами бария. Но барий не просто слегка легче урана – его атомный номер 56, он почти вдвое легче!

– Ошибка?

– Нет, Отто, Ган и Штрассман слишком хорошие химики, чтобы допустить такую ошибку.

– Но откуда барий после облучения урана нейтронами? Откуда?

В задумчивости они разошлись. Беседа вскоре продолжилась в заснеженном лесу – Отто на лыжах, Лиз поспевала рядом. Слово за слово, вспомнили о докладах Бора, в которых он рисовал ядро в форме капельки жидкости. А что если нейтрон, попадая в ядро, не застревает в нем, а делит эту каплю на две части? Возможно ли это? Отто и Лиз, присев на ствол упавшего дерева, прикинули на клочке бумаги энергетический баланс: все сходилось. Электрическое расталкивание протонов почти компенсировало поверхностную энергию ядра, поэтому даже относительно слабый «шлепок», полученный от нейтрона, мог расщепить ядро урана на две или даже три части. Более того, Лиз помнила на память формулу для масс ядер – тут же в лесу они рассчитали энергию, выделяемую в этом процессе. Лиз и Отто переглянулись – энергия была огромна.

Через пару дней Фриш уехал в Копенгаген, чтобы сообщить – как ему не терпелось! – о находке Бору, который вот-вот должен был отплыть в Америку. Он был очень занят, но Фриша выслушал. Не прошло и минуты, как Бор ударил себя ладонью по лбу, воскликнув: «Какие же мы идиоты! Потрясающе! Именно так и должно быть. Ваше с Лиз сообщение уже готово?» Фриш ответил, что они начинают писать статью, а Бор обещал никому ничего не говорить, пока статья не будет готова. С этими словами он сел в такси и отправился в порт, чтобы не опоздать на пароход.

Дальше события развивались стремительно. Лиз в Стокгольме проверила все расчеты заново. 6 января 1939 года Ган и Штрассман опубликовали в немецком журнале Naturwissenschaften статью, в которой сообщили об обнаружении бария после облучения урана. Лиз в авторах не значилась, хотя это был последний шаг в многолетней совместной работе трех авторов. Позднее Ган говорил, что, если бы фамилия Мейтнер и была включена в список авторов, ее все равно бы убрали в редакции журнала.

В Копенгагене Георг Плачек убедил Фриша, что их – Лиз и Отто – статья сильно выиграет от наблюдения быстродвижущихся фрагментов урана. Эксперименты тогда делались несколько дней, не чета нынешним временам. За два дня Фриш собрал установку, провел замеры и действительно обнаружил нужные фрагменты. Еще несколько дней заняло согласование статьи по телефону. 14 января статья Фриша и Мейтнер ушла по почте в Лондон, в журнал Nature, где была получена 16 января, но опубликована с большим опозданием, только 11 февраля. Перед отправкой Фриш спросил у американского биолога, оказавшегося в институте: «Каким словом вы называете деление амебы?» – «Fission». – «Замечательно, именно то, что мне надо. Теперь у физиков будет свой fission».

В напряжении и суете двух-трех недель на рубеже 1938/39 годов Фриш и Мейтнер упустили один очень важный момент, который всплыл чуть позже. После семинара в Институте Бора в Копенгагене Христиан Меллер, ассистент Бора, подошел к Фришу и спросил: «Не думаете ли вы, доктор Фриш, что фрагменты деления урана – “горячие” и несут достаточно энергии, чтобы испустить из себя один-два нейтрона, которые могли бы вызвать последующие акты деления? Пойдет цепная реакция…»

Так впервые замаячило виде́ние бомбы. Всех успокоил Бор: «Вторичные нейтроны от осколков слишком быстры, чтобы вызвать деление в природном уране, на 99 % состоящем из урана-238. Они могли бы вызвать деление урана-235, но его слишком мало». Бор был совершенно прав, но он не учел одного обстоятельства: беспрецедентных усилий и изобретательности физиков и инженеров, собравшихся в Лос-Аламосе американцев и европейцев, изгнанных Гитлером из горящей в огне войны Европы. Ими двигало общее чувство – не допустить мирового господства нацистской Германии. Ими двигал страх, что армия Третьего рейха первой овладеет ядерным оружием.

* * *

В ноябре 1945 года, через полгода после разгрома Германии, Королевская академия наук Швеции объявила о Нобелевской премии по химии 1944 года. Премия была присуждена Отто Гану «за открытие деления тяжелых ядер». Нильс Бор был возмущен тем, что Лиз Мейтнер обошли стороной, и послал в Нобелевский комитет письмо, в котором выразил несогласие с таким решением. Другие уважаемые физики высочайшего уровня тоже писали в Стокгольм. Ничего не помогло. Говорят, что в то время Нобелевский комитет был пронемецким. Не знаю, было ли так на самом деле…

Вскоре Руди получил письмо от Лиз. «Конечно, Ган полностью заслужил Нобелевскую премию по химии, – писала она. – В этом нет никаких сомнений. Но я считаю, что Отто Фриш и я внесли кое-что значительное в понимание деления урана – как оно происходит и что в этом процессе выделяется огромная энергия. Все это было очень далеко от Гана, ведь он был химиком».

Опять забежала вперед. Мысли скачут быстрее рук…