Отто Ган (копирую из ФБ)
ОТТО ГАН. (лонгрид)
Этот текст не совсем формата «Квантика». К тому же там уже была статья про Лизу Мейтнер, а Мейтнер и Отто Ган - они немножко как Ленин и партия: говорим про одного, подразумеваем другого. Но если я не расскажу эту биографию (материалы вокруг которой читаю не первый день), меня разорвет, как хомячка. Поэтому пусть будет в соцсетях. Правки и дополнения приветствуются.
Итак, Отто Ган, хороший человек, невольный дедушка атомной бомбы и ядерной энергетики. Наверное, без него Чернобыль или что-то подобное было бы в любом случае, а вот ядерной гонки времен Второй мировой, Манхэттенского проекта и бомбардировки Хиросимы могло и не быть - там иной раз все решали даже не годы, а месяцы. Но кто ж знал заранее.
Ган родился в 1879 году в хорошей немецкой семье и рано увлекся химией. Злые языки говорили, что у него есть еврейские корни - но, похоже, если и были, то на уровне «седьмая вода вашему киселю», и даже у нацистов впоследствии не было к нему таких претензий. Некоторое время он занимался классической органикой, но его больше интересовало химическое производство, и для повышения квалификации он поехал в Лондон. А там коготок увяз: в моду входила радиохимия, и Ган быстро понял, что вот этим-то он на самом деле и собирался заниматься на протяжении всей оставшейся жизни. Она оказалась длинной.
Поработал у Рамзая в Лондоне, потом у Резерфорда в Монреале - чего мелочиться. И подряд открыл несколько новых изотопов - правда, понятие «изотоп» возникло чуть позже, тогда это называлось «новыми элементами». Началось с «радиотория» (ранее неизвестный изотоп тория - сначала коллеги утверждали, что это не новый элемент, а «соединение тория и глупости», но молодой выскочка их переубедил). Потом были «торий С», «радий D», и прочая, и прочая. Резерфорд отмечал, что у молодого Гана, похоже, нюх на новые элементы. На самом деле, как уже было сказано, тогда у него был нюх на новые изотопы, но новый элемент потом тоже случился, см. ниже.
Кстати, один из «элементов» Резерфорд предложил назвать парадием - «параллельный радию». Ган тут же парировал: что-то это слишком похоже на военную шагистику… Резерфорду мало кто решался возражать, но тут он был благосклонен.
Потом Ган вернулся в Берлин, открыл еще несколько изотопов, один даже оказался практически ценным - как возможный источник излучения для лучевой терапии на ее заре. Тут же случилась первая номинация на Нобелевскую премию (но нет). И примерно тогда же, в 1907 году, в жизни Гана случилась судьбоносная встреча. Судьба выглядела как интересная женщина-физик примерно того же возраста, что и Ган, происходила из австрийских евреев, а звали ее Лизой Мейтнер.
Когда говорят о судьбоносной встрече еще довольно молодых мужчины и женщины, всегда приходит в голову что-то романтическое. Но тут, судя по всем мемуарам и биографиям, другой случай. Мейтнер, насколько известно, никогда не заводила серьезных романов. Но она была исключительно хорошим сотрудником - в химию Отто Гана она привносила необходимую физику. И исключительно хорошим другом. Они проработали вместе тридцать лет и близко дружили до самой смерти, несмотря на некоторые «но». Более того - как будет видно из дальнейшего, Ган в некоторый момент сыграл роль настоящего рыцаря и помог спасти прекрасную даму.
В новом институте Кайзера Вильгельма (ныне он назван в часть Гана и Мейтнер) Ган стал начальником над всей радиохимией. Но тут началась Первая мировая война.
Помните рассказ про Фрица Габера и его химическую войну? Ган, увы, был в нее вовлечен - и занимался подбором мест атак для отравляющих газов, видимо, без энтузиазма и не всегда успешно, но занимался. А также испытывал на себе газы и противогазы и в какой-то момент нехорошо надышался фосфином. Но в перерывах между этими увлекательными занятиями он возвращался в Берлин - и в 1917 году вместе с Мейтнер обнаружил-таки настоящий новый химический элемент - протактиний (номер 91). Таким образом, «дырка» в таблице Менделеева между торием (номер 90) и ураном (номер 92) была наконец закрыта. Снова номинации на Нобелевскую премию, снова no way.
Потом еще номинация, за открытие ядерной изомерии - то есть атомных ядер, которые во всем одинаковы, кроме энергии. Но тут опять же ничего не вышло: тогда специалисты в этой области вообще были наперечет, и до Нобелевского комитета они не добирались. Впрочем, в любом случае самое интересное было еще впереди.
Как бы то ни было, Ган скоро стал непререкаемым авторитетом в радиохимии. Он был исключительно добросовестным и удачливым экспериментатором, а его книжка «Прикладная радиохимия» стала настольной для ученых многих стран, от Штатов до Советского Союза. Гленн Сиборг, один из будущих великих, говорил, что он читал эту книгу от начала до конца, от конца до начала и еще немного поперек, и ему только жалко было, что она так быстро кончилась.
В 1933 году для науки в Германии начались плохие времена. Ган не симпатизировал нацизму и в целом вел себя, как говорят, очень порядочно: помогал коллегам и пытался сохранить то, что можно было сохранить. Мейтнер некоторое время еще могла работать, несмотря на еврейство: она была австрийской гражданкой. Но после аншлюса ее положение стало совсем скверным, и ей устроили бегство в Голландию, откуда она потом перебралась в Швецию. Уезжала она, по ее собственным словам, с десятью марками в сумочке. Поэтому Ган дал ей в дорогу кольцо с бриллиантом, доставшееся ему от матери: вдруг потребуется взятка погранцам. Обошлось без взятки, и кольцо перешло к жене племянника Мейтнер. О племяннике еще будет речь ниже.
Но оказалось, что вся эта история - лишь затянувшееся предисловие. Главное было чуть позже - в самом конце тридцатых годов.
Одним из способов удовлетворить любопытство ученых за государственный счет тогда стали попытки искусственного получения трансурановых элементов (то есть элементов, стоящих в таблице Менделеева после урана - с номерами больше 92). Для этого брали ядра урана и бомбардировали их нейтронами. Великий Энрико Ферми за эти работы даже стал лауреатом Нобелевской премии (ОК, ладно, не только за эти). Были, правда, робкие голоса скептиков (см. Ида Ноддак) - а вдруг Ферми на самом деле получил не то, что кажется? Но их на первых порах успешно заглушили.
В 1938 году Ган со своим сотрудником Штрассманом решил заняться тем же самым и стал бомбардировать уран нейтронами. И…
В получившемся образце было нечто непонятное. То, чего там, по идее, никак не должно было оказаться.
Немножко цифр. Уран имеет атомный номер 92 и атомный вес свыше 230. Можно было ожидать, что после бомбардировки получатся новые ядра более или менее того же веса. Можно было ожидать, что новые элементы, например, будут испускать альфа-частицу - тогда получится торий (номер 90). Или, хотя это казалось маловероятным, две альфа-частицы - тогда должен получиться радий (номер 88). Но то, что получалось в реальности, не было похоже ни на торий, ни на радий. Это, как выяснилось после многочисленных химических опытов, был барий - атомный номер 56, атомный вес 130+. ОТКУДА? Но опыт повторяли несколько раз - нет, все-таки барий. Это все равно как если бы мы из мешка с красными и белыми шарами вытащили синий шар или даже кролика.
Ган написал Мейтнер: «Может быть, ты придумаешь какое-нибудь фантастическое объяснение?» Не может же атомное ядро разбиться на части?
Мейтнер и ее племянник Отто Фриш сели за расчеты. И выяснили, что да - атомное ядро может разбиться на примерно равные части. То, во что никто не верил. Так было открыто деление атомного ядра.
(Более того, вскоре выяснилось, что и Ферми на самом деле в ту пору не получил никакие трансурановые элементы. С его опытами была та же история - расщепление ядра. Просто его сотрудники этого не поняли. Ему как раз предстояло вручение Нобелевской премии, и получилось неловко.)
Ган и Штрассман опубликовали статьи в Naturwissenschaften о новом открытии. Мейтнер и Фриш опубликовали теоретическое обоснование. И на этом эпоха невинности закончилась.
Ведь если под воздействием нейтронов ядро делится на части, выделяя огромное количество энергии и заодно испуская новые нейтроны (см. рисунок), то под их воздействием могут делиться новые ядра, и так дальше и дальше. Отсюда один шаг до идеи Бомбы (ну и ядерной энергетики). Это не было идеей Гана, но дополнительный шаг очень быстро сделали его коллеги. Ближайшую дальнейшую историю мы знаем, включая и американский, и немецкий ядерный проект.
Сам Ган, впрочем, не принимал никакого участия в немецком проекте (и постфактум отзывался о нем весьма недобро), а тихо продолжал собственные исследования. Однако в 1945 году вместе с участниками проекта его на всякий случай вывезли в Англию в ходе операции «Эпсилон» - вдруг он что-то такое знает, что может представлять интерес. Ничего интересного он не знал. А вот его самого удалось шокировать всерьез, когда он услышал по радио о бомбардировке Хиросимы. Он до последнего не хотел верить, что его открытие могло иметь такие последствия, а когда поверил, то счел себя лично ответственным за катастрофу и через отрицание и гнев быстро впал в депрессию и планы самоубийства. Антидепрессантов тогда еще не было, но его отпаивали алкоголем и как-то вывели из острого состояния. А тут подоспело известие о Нобелевской премии.
Да, премию свою он в конце концов получил после бесчисленного числа номинаций - получил именно за ядерное деление. Почему среди награжденных не оказалось ни Мейтнер, ни Фриша, до сих пор не вполне понятно - есть мнение, что в годы войны в Нобелевском комитете опять-таки просто не оказалось людей, способных разобраться.
В 1946 году Ган вернулся в Германию. Как человек с хорошей репутацией (нечастая вещь по тем временам), он вскоре стал одним из руководителей возрождающейся науки в Германии - и показал себя еще и успешным администратором. И постоянно выступал против ядерного оружия - против вооружения им армии ФРГ, против его испытаний, против гонки вооружений вообще. Неоднократно выдвигался на Нобелевскую премию мира, но как-то не сложилось.
Умер он в глубокой старости в 1968 году. Лиза Мейтнер в ту пору жила в Англии, и ей не сказали о смерти Гана - она уже сама еле дышала. Вскоре и ее не стало.
В таблице Менделеева с тех пор появилось много трансурановых элементов. 108-й сперва получил название «ганий», потом был переименован в хассий. 109-й элемент - «мейтнерий». Период полураспада их наиболее долгоживущих изотопов - несколько секунд.
Последствия наших и не наших поступков невозможно предугадать.
Вот, наверное, и все.
Этот текст не совсем формата «Квантика». К тому же там уже была статья про Лизу Мейтнер, а Мейтнер и Отто Ган - они немножко как Ленин и партия: говорим про одного, подразумеваем другого. Но если я не расскажу эту биографию (материалы вокруг которой читаю не первый день), меня разорвет, как хомячка. Поэтому пусть будет в соцсетях. Правки и дополнения приветствуются.
Итак, Отто Ган, хороший человек, невольный дедушка атомной бомбы и ядерной энергетики. Наверное, без него Чернобыль или что-то подобное было бы в любом случае, а вот ядерной гонки времен Второй мировой, Манхэттенского проекта и бомбардировки Хиросимы могло и не быть - там иной раз все решали даже не годы, а месяцы. Но кто ж знал заранее.
Ган родился в 1879 году в хорошей немецкой семье и рано увлекся химией. Злые языки говорили, что у него есть еврейские корни - но, похоже, если и были, то на уровне «седьмая вода вашему киселю», и даже у нацистов впоследствии не было к нему таких претензий. Некоторое время он занимался классической органикой, но его больше интересовало химическое производство, и для повышения квалификации он поехал в Лондон. А там коготок увяз: в моду входила радиохимия, и Ган быстро понял, что вот этим-то он на самом деле и собирался заниматься на протяжении всей оставшейся жизни. Она оказалась длинной.
Поработал у Рамзая в Лондоне, потом у Резерфорда в Монреале - чего мелочиться. И подряд открыл несколько новых изотопов - правда, понятие «изотоп» возникло чуть позже, тогда это называлось «новыми элементами». Началось с «радиотория» (ранее неизвестный изотоп тория - сначала коллеги утверждали, что это не новый элемент, а «соединение тория и глупости», но молодой выскочка их переубедил). Потом были «торий С», «радий D», и прочая, и прочая. Резерфорд отмечал, что у молодого Гана, похоже, нюх на новые элементы. На самом деле, как уже было сказано, тогда у него был нюх на новые изотопы, но новый элемент потом тоже случился, см. ниже.
Кстати, один из «элементов» Резерфорд предложил назвать парадием - «параллельный радию». Ган тут же парировал: что-то это слишком похоже на военную шагистику… Резерфорду мало кто решался возражать, но тут он был благосклонен.
Потом Ган вернулся в Берлин, открыл еще несколько изотопов, один даже оказался практически ценным - как возможный источник излучения для лучевой терапии на ее заре. Тут же случилась первая номинация на Нобелевскую премию (но нет). И примерно тогда же, в 1907 году, в жизни Гана случилась судьбоносная встреча. Судьба выглядела как интересная женщина-физик примерно того же возраста, что и Ган, происходила из австрийских евреев, а звали ее Лизой Мейтнер.
Когда говорят о судьбоносной встрече еще довольно молодых мужчины и женщины, всегда приходит в голову что-то романтическое. Но тут, судя по всем мемуарам и биографиям, другой случай. Мейтнер, насколько известно, никогда не заводила серьезных романов. Но она была исключительно хорошим сотрудником - в химию Отто Гана она привносила необходимую физику. И исключительно хорошим другом. Они проработали вместе тридцать лет и близко дружили до самой смерти, несмотря на некоторые «но». Более того - как будет видно из дальнейшего, Ган в некоторый момент сыграл роль настоящего рыцаря и помог спасти прекрасную даму.
В новом институте Кайзера Вильгельма (ныне он назван в часть Гана и Мейтнер) Ган стал начальником над всей радиохимией. Но тут началась Первая мировая война.
Помните рассказ про Фрица Габера и его химическую войну? Ган, увы, был в нее вовлечен - и занимался подбором мест атак для отравляющих газов, видимо, без энтузиазма и не всегда успешно, но занимался. А также испытывал на себе газы и противогазы и в какой-то момент нехорошо надышался фосфином. Но в перерывах между этими увлекательными занятиями он возвращался в Берлин - и в 1917 году вместе с Мейтнер обнаружил-таки настоящий новый химический элемент - протактиний (номер 91). Таким образом, «дырка» в таблице Менделеева между торием (номер 90) и ураном (номер 92) была наконец закрыта. Снова номинации на Нобелевскую премию, снова no way.
Потом еще номинация, за открытие ядерной изомерии - то есть атомных ядер, которые во всем одинаковы, кроме энергии. Но тут опять же ничего не вышло: тогда специалисты в этой области вообще были наперечет, и до Нобелевского комитета они не добирались. Впрочем, в любом случае самое интересное было еще впереди.
Как бы то ни было, Ган скоро стал непререкаемым авторитетом в радиохимии. Он был исключительно добросовестным и удачливым экспериментатором, а его книжка «Прикладная радиохимия» стала настольной для ученых многих стран, от Штатов до Советского Союза. Гленн Сиборг, один из будущих великих, говорил, что он читал эту книгу от начала до конца, от конца до начала и еще немного поперек, и ему только жалко было, что она так быстро кончилась.
В 1933 году для науки в Германии начались плохие времена. Ган не симпатизировал нацизму и в целом вел себя, как говорят, очень порядочно: помогал коллегам и пытался сохранить то, что можно было сохранить. Мейтнер некоторое время еще могла работать, несмотря на еврейство: она была австрийской гражданкой. Но после аншлюса ее положение стало совсем скверным, и ей устроили бегство в Голландию, откуда она потом перебралась в Швецию. Уезжала она, по ее собственным словам, с десятью марками в сумочке. Поэтому Ган дал ей в дорогу кольцо с бриллиантом, доставшееся ему от матери: вдруг потребуется взятка погранцам. Обошлось без взятки, и кольцо перешло к жене племянника Мейтнер. О племяннике еще будет речь ниже.
Но оказалось, что вся эта история - лишь затянувшееся предисловие. Главное было чуть позже - в самом конце тридцатых годов.
Одним из способов удовлетворить любопытство ученых за государственный счет тогда стали попытки искусственного получения трансурановых элементов (то есть элементов, стоящих в таблице Менделеева после урана - с номерами больше 92). Для этого брали ядра урана и бомбардировали их нейтронами. Великий Энрико Ферми за эти работы даже стал лауреатом Нобелевской премии (ОК, ладно, не только за эти). Были, правда, робкие голоса скептиков (см. Ида Ноддак) - а вдруг Ферми на самом деле получил не то, что кажется? Но их на первых порах успешно заглушили.
В 1938 году Ган со своим сотрудником Штрассманом решил заняться тем же самым и стал бомбардировать уран нейтронами. И…
В получившемся образце было нечто непонятное. То, чего там, по идее, никак не должно было оказаться.
Немножко цифр. Уран имеет атомный номер 92 и атомный вес свыше 230. Можно было ожидать, что после бомбардировки получатся новые ядра более или менее того же веса. Можно было ожидать, что новые элементы, например, будут испускать альфа-частицу - тогда получится торий (номер 90). Или, хотя это казалось маловероятным, две альфа-частицы - тогда должен получиться радий (номер 88). Но то, что получалось в реальности, не было похоже ни на торий, ни на радий. Это, как выяснилось после многочисленных химических опытов, был барий - атомный номер 56, атомный вес 130+. ОТКУДА? Но опыт повторяли несколько раз - нет, все-таки барий. Это все равно как если бы мы из мешка с красными и белыми шарами вытащили синий шар или даже кролика.
Ган написал Мейтнер: «Может быть, ты придумаешь какое-нибудь фантастическое объяснение?» Не может же атомное ядро разбиться на части?
Мейтнер и ее племянник Отто Фриш сели за расчеты. И выяснили, что да - атомное ядро может разбиться на примерно равные части. То, во что никто не верил. Так было открыто деление атомного ядра.
(Более того, вскоре выяснилось, что и Ферми на самом деле в ту пору не получил никакие трансурановые элементы. С его опытами была та же история - расщепление ядра. Просто его сотрудники этого не поняли. Ему как раз предстояло вручение Нобелевской премии, и получилось неловко.)
Ган и Штрассман опубликовали статьи в Naturwissenschaften о новом открытии. Мейтнер и Фриш опубликовали теоретическое обоснование. И на этом эпоха невинности закончилась.
Ведь если под воздействием нейтронов ядро делится на части, выделяя огромное количество энергии и заодно испуская новые нейтроны (см. рисунок), то под их воздействием могут делиться новые ядра, и так дальше и дальше. Отсюда один шаг до идеи Бомбы (ну и ядерной энергетики). Это не было идеей Гана, но дополнительный шаг очень быстро сделали его коллеги. Ближайшую дальнейшую историю мы знаем, включая и американский, и немецкий ядерный проект.
Сам Ган, впрочем, не принимал никакого участия в немецком проекте (и постфактум отзывался о нем весьма недобро), а тихо продолжал собственные исследования. Однако в 1945 году вместе с участниками проекта его на всякий случай вывезли в Англию в ходе операции «Эпсилон» - вдруг он что-то такое знает, что может представлять интерес. Ничего интересного он не знал. А вот его самого удалось шокировать всерьез, когда он услышал по радио о бомбардировке Хиросимы. Он до последнего не хотел верить, что его открытие могло иметь такие последствия, а когда поверил, то счел себя лично ответственным за катастрофу и через отрицание и гнев быстро впал в депрессию и планы самоубийства. Антидепрессантов тогда еще не было, но его отпаивали алкоголем и как-то вывели из острого состояния. А тут подоспело известие о Нобелевской премии.
Да, премию свою он в конце концов получил после бесчисленного числа номинаций - получил именно за ядерное деление. Почему среди награжденных не оказалось ни Мейтнер, ни Фриша, до сих пор не вполне понятно - есть мнение, что в годы войны в Нобелевском комитете опять-таки просто не оказалось людей, способных разобраться.
В 1946 году Ган вернулся в Германию. Как человек с хорошей репутацией (нечастая вещь по тем временам), он вскоре стал одним из руководителей возрождающейся науки в Германии - и показал себя еще и успешным администратором. И постоянно выступал против ядерного оружия - против вооружения им армии ФРГ, против его испытаний, против гонки вооружений вообще. Неоднократно выдвигался на Нобелевскую премию мира, но как-то не сложилось.
Умер он в глубокой старости в 1968 году. Лиза Мейтнер в ту пору жила в Англии, и ей не сказали о смерти Гана - она уже сама еле дышала. Вскоре и ее не стало.
В таблице Менделеева с тех пор появилось много трансурановых элементов. 108-й сперва получил название «ганий», потом был переименован в хассий. 109-й элемент - «мейтнерий». Период полураспада их наиболее долгоживущих изотопов - несколько секунд.
Последствия наших и не наших поступков невозможно предугадать.
Вот, наверное, и все.