Всего за 499 руб. Купить полную версию
Они принялись за работу и после целого дня бурной деятельности, в результате которой в лаборатории воцарился нехарактерный беспорядок, поняли, что происходит. Во всех других известных экспериментах этого типа, когда альфа-частицы обстреливали металлическую фольгу, они выбивали что-то немедленно. Однако в этом случае алюминий поглощал альфа-частицы и становился радиоактивным лишь позже, с некоторой задержкой. Это озадачивало, потому что с технической точки зрения альфа-частицы это просто комок протонов и нейтронов. Маленький шарик, по две штуки каждой частицы. Итак, если атом алюминия поглощает альфа-частицу, он получает два протона. Природа элемента определяется количеством протонов в атомном ядре, поэтому, если алюминий (13-й элемент) поглотил альфа-частицу с двумя протонами, он должен превратиться в фосфор (15-й элемент); затем фосфор претерпевает радиоактивный распад и испускает шрапнель. Иными словами, Ирен и Жолио, по всей видимости, открыли способ искусственного превращения одного элемента в другой. Это была искусственная радиоактивность научная алхимия.
Как ни ужасно, само осознание величия этого открытия заставило Ирен и Фредерика Жолио-Кюри заколебаться. Ошибившись дважды, они уже не доверяли себе. Что, если их детектор просто неисправен? А если они снова неверно истолковали полученные результаты? А если?.. Увы, на тот вечер у них был запланирован важный ужин, поэтому работу пришлось прекратить. Но они оставили указания молодому немецкому ассистенту, приятелю Жолио по перекурам в лаборатории, чтобы тот проверил каждый миллиметр детектора на предмет коротких замыканий или других дефектов.
Немец всю ночь выполнял всевозможные тесты и оставил им записку. Утром Ирен и Жолио поспешили в лабораторию, волнуясь, как подростки после серьезного экзамена. Аппаратура, заверял их немец, работала безупречно.
Это убедило импульсивного Жолио, и он уже был готов праздновать открытие. Ирен не спешила с выводами. Химики больше физиков полагаются на тактильные ощущения, и ей нужно было увидеть этот вновь созданный фосфор своими глазами, подержать его в пробирке. Она разработала план. Они убрали в сторону все, что осталось со вчерашнего дня, и в течение нескольких минут бомбардировали новый лист алюминиевой фольги. Но в этот раз Ирен не поместила его перед детектором, а бросила фольгу в колбу с кислотой, которая начала пузыриться и шипеть, выделяя газ.
Если они действительно создали фосфор, этим газом был фосфин (PH
3
3
Наблюдая, как его жена завершает анализ, Жолио едва не запел. Он начал бегать по лаборатории, подпрыгивая от радости. «С нейтроном мы опоздали, с позитроном опоздали, а теперь успеваем!» кричал он.
Однако в семье Жолио-Кюри ни одно открытие не засчитывалось до тех пор, пока его не оценила старшая Кюри Мария. К началу 1934 г., после многих лет работы с радиоактивными веществами, она страдала анемией и редко посещала лабораторию. Однако, узнав об открытии, сделанном ее дочерью и мужчиной, который на ней женился, старая львица выбралась из логова. (Любопытно, что ее сопровождал бывший любовник Поль Ланжевен, который к тому времени развелся c женой и оставался другом семьи Кюри.) Ирен хладнокровно повторила эксперимент для матери, растворив фольгу в кислоте и собрав газ. Когда Мария сжимала пробирку с фосфором, на ее пальцах были отчетливо видны трещины и язвы от радиационного поражения. Зрение старухи ослабло из-за катаракты, а счетчик Гейгера ей приходилось держать поближе к уху, чтобы слышать щелчки, указывавшие на радиоактивность. Расслышав их, Мария улыбнулась улыбкой, которую можно было описать только как фосфоресцирующую. Позже Жолио скажет: «Без сомнения, это была последняя большая радость в ее жизни».
Через несколько месяцев Мария умерла. Но осенью 1935 г. Жолио-Кюри получили Нобелевскую премию по химии за открытие искусственной радиоактивности. Вспомнив о толпе журналистов, осаждавшей дом ее родителей, Ирен в день объявления лауреатов сбежала из дома, потащив мужа в магазин за скатертью для обеденного стола. Но на церемонии в Стокгольме в декабре того же года она присутствовала и получила свою премию из рук того же короля, Густава V, который дважды вешал медаль на шею ее матери.
Совершенно заслуженно вместе с Ирен и Жолио на сцене присутствовал человек, чье открытие нейтрона заставило их так переживать, нобелевским лауреатом по физике в том году был объявлен Джеймс Чедвик. Но все последующие годы большинство присутствовавших будут вспоминать, причем с содроганием, другого лауреата немецкого биолога Ханса Шпеманна. В финале своей речи он приветствовал аудиторию странным жестом вытянув руку с раскрытой ладонью вперед на уровне плеча. Вскоре этот жест узнает весь мир Sieg Heil.
Как часто бывает с этапными событиями в семейной жизни, совместное получение Нобелевской премии изменило ситуацию для Жолио-Кюри, особенно для Фредерика. Один коллега как-то назвал его «наиболее честолюбивым человеком со времен Рихарда Вагнера», и, едва вернувшись из Стокгольма, Фредерик начал работать над планом сооружения самой амбициозной на тот момент в мире научной установки циклотрона. Эти ускорители элементарных частиц позволяли физикам исследовать субатомный мир, сталкивая атомы друг с другом. Циклотроны также лучше всего подходили для масштабного производства радиоактивных изотопов.
Была только одна проблема. Циклотрон был машиной большой и дорогой, а в институте Жолио и Ирен не было для него места. В результате Жолио пришлось переехать в новую лабораторию на заброшенной электростанции в нескольких километрах от института. И с этим переездом для Ирен и Фредерика все изменилось. Как писал один биограф, они «легко могли дойти друг до друга пешком, но это было совсем не то, что находиться в одной комнате, склонив головы над одним экспериментом». Впервые в своей профессиональной жизни Жолио-Кюри стали работать раздельно распалась одна из самых продуктивных научных команд в мире.
Жолио, впрочем, не только не сожалел о расколе, но и настаивал на нем. Как муж и жена они с Ирен все еще были в прекрасных отношениях и крепко любили друг друга. Однако в научном плане ему надоело быть «жиголо Ирен». Он хотел вырваться из-под гнета матриархата Кюри, стать самостоятельным человеком. Пусть у Кюри были их граммы радия и семейный коттедж у него будет свой циклотрон. Он не представлял, к каким тяжелым для него последствиям приведет это решение.
Глава 3
Быстрые и медленные
В речи Фредерика Жолио при вручении ему Нобелевской премии содержалось грозное предостережение. Он предупредил, что искусственная радиоактивность может когда-нибудь привести к «превращениям взрывного характера» с использованием так называемой «цепной реакции». Никто еще не применял этот термин к ядерному процессу, и Жолио, несомненно, полагал, что опасность относится к далекому будущему. Но не прошло и нескольких лет, как эти два слова уже были на устах каждого физика-ядерщика на планете во многом благодаря открытиям резвых ученых из Рима.
Как и Жолио-Кюри, итальянцы бомбардировали образцы различных элементов радиоактивным излучением. Разница заключалась в том, что вместо альфа-частиц они использовали нейтроны. Итальянские исследователи также действовали более системно, начав с самых легких элементов периодической таблицы и постепенно переходя к тяжелым.
Их экспериментальная установка была хороша всем, за исключением одного недостатка: из-за ограниченного пространства все оборудование для облучения образцов располагалось в одном конце длинного коридора, а для детектирования частиц в противоположном. Хуже того, многие их проявляющие искусственную радиоактивность образцы распадались за считаные секунды гораздо быстрее, чем можно было пройти по этому коридору. И вот, стараясь выжать максимум из неблагоприятных обстоятельств, руководитель лаборатории Энрико Ферми превратил каждый эксперимент в игру, предложив ассистентам устраивать в коридоре гонки на скорость, чтобы выявить, кто сможет быстрее доставить образцы к детектору. (Оказавшиеся в коридоре коллеги быстро научились уступать дорогу.) Эти гонки поддерживали боевой дух в лаборатории, и каждый из участников клялся, что именно он самый быстрый физик в Италии.