Vijest o bombardiranju Hirošime i Nagasakija izazvala je takav šok u Ottu Hahnu, otkrivaču cijepanja urana, da su njegovi prijatelji morali strahovati danonoćno zbog straha od samoubojstva.
Otto Hahn rođen je 8. ožujka 1879. u Frankfurtu-Mainu. Otac mu je bio obrtnik, zatim je postao vlasnik male tvornice i zamjenik gradskog vijeća. Obitelj nije živjela u siromaštvu, ali od četiri sina, samo je najstariji, Karl, mogao poslati u gimnaziju. Troje najmlađih i najmlađi, Otto, išli su u strukovnu školu.
Kao tinejdžer, Gan se počeo zanimati za spiritizam. No, nakon što je pročitao mnoge okultne spise, uvjerio se u njihovu besmislenost i više im se nije vratio. Možda je tada razvio duboko nepovjerenje u bilo koju vrstu spekulativnog znanja koje prkosi objektivnoj provjeri. Tijekom svog života, Gan je ostao ravnodušan prema metafizičkim i vjerskim pitanjima.
Njegovi pravi interesi utvrđeni su kasno. Živ, inventivan za podvale, Otto nije razmišljao o izboru zanimanja. Odlučio je postati kemičar tek u svojoj višoj klasi, pod utjecajem predavanja tada poznatog istraživača M. Freunda.
1897. Hahn je ušao na Sveučilište u Marburgu, 1901. obranio je diplomski rad iz organske kemije. Nakon sveučilišta uslijedilo je služenje vojnog roka, za što Otto nije pokazivao ni trunku revnosti. Ubrzo nakon službe, uprava jedne od tvornica odlučuje zaposliti dobro obučenog, dobro odgojenog mladića za rad u inozemstvu. Godine 1904. Hahn je otišao u London, namjeravajući u isto vrijeme studirati kemiju kod V. Ramsayja.
Ramsay je u to vrijeme proučavao radioaktivne elemente i uputio Otta da dobije snažnu pripremu radija iz barijeve soli. Ishod eksperimenta predodredio je sve daljnje aktivnosti Gane. Novopečeni novak, neočekivano za sebe i svoje kolege, otkrio je novu radioaktivnu tvar, koju je nazvao radiotorij. Kad je šest mjeseci kasnije njegov boravak u Londonu završio, Ramsay je predložio da Ghan odustane od posla u industriji i posveti se potpuno novom, malo poznatom području - radiokemiji. Tako je započelo novo razdoblje u životu Otta Hahna, koji je još uvijek plutao tijekom toka. Duboko u sebi, smatrajući se samoukom, odlučio je prije povratka u Berlin proći pripravnički staž kod vodećeg istraživača na području radioaktivnosti E. Rutherforda. Ottov odnos sa znanošću oduvijek je bio ličnog interesa. Štoviše, tih je godina besplatno radio za Rutherford: nije bilo tarifa, a tada pripravnici nisu imali pravo na stipendiju. Prvo radno mjesto s punim radnim vremenom dobio je u dobi od 33 godine. Prije toga su ga roditelji i braća podržavali, plaćali su i troškove eksperimenata.
Rutherford je Ganu primio sporazumno, ali je izjavio da ne vjeruje u postojanje radiotorija. Kao odgovor, Otto je proveo slične pokuse s drugim tvarima koje emitiraju alfa čestice, te otkrio drugu tvar - torij C, zatim radioaktinij. U Montrealu, u blizini Rutherforda, Hahn se konačno utvrdio u odluci da se posveti istraživanju radioaktivnosti. A stvar nije toliko u tome što se ovdje upoznao s fizičkim problemima i metodama, koliko u komunikaciji s Rutherfordom. Briljantni, demokratski i često bučan Rutherford, ni najmanje poput dostojanstvenih njemačkih profesora, postao je Ottoov ideal. Laboratorijsko okruženje, ozbiljnost u radu, slobodna rasprava, neovisnost prosudbi i otvoreno priznanje pogrešaka postali su uzor mladom znanstveniku, čemu je kasnije težio na svom institutu.
Vrativši se u Berlin 1906., Hahn je ušao u kemijski laboratorij Sveučilišta u Berlinu pod nadzorom profesora Z. Fischera. Stari organski kemičar, Fischer je smatrao najpouzdanijim instrumentom istraživača "svoj nos", a ne brojač koji registrira tajanstvene zrake. S druge strane, Hahn se brzo sprijateljio s krugom mladih berlinskih fizičara. Ovdje je 28. rujna 1907. on, inventivni kemičar, upoznao teoretsku fizičarku Lise Meitner. Od tada su zajedno radili tri desetljeća. Kombinacija Hahn-Meitner postala je jedna od najuspješnijih i najplodnijih u atomskim istraživanjima.
Otto Hahn i Lise Meitner
Hahn je 1912. prešao u novoosnovani Kemijski institut Društva Kaiser Wilhelm (kasnije je Hahn postao ravnatelj ovog instituta). Ottov rekord tijekom godina je impresivan. 1907. godine otkriven je novi element - mezotorij. Godine 1909. izvedeni su važni pokusi za proučavanje fenomena trzaja. Godine 1913. uz sudjelovanje Meitnera otkrio je uran X2. Unatoč briljantnom radu, stara i tijesna drvena zgrada radionice služila je kao prostorija za laboratorij. A put do akademske karijere za Ganu je dugo bio zatvoren. Iako je 1910. promaknut u profesora, radiokemija do 1919. nije bila među predmetima koji su se predavali na njemačkim sveučilištima.
U kolovozu 1914. Gana je pozvana u vojsku. U to vrijeme potreba za borbom nije izazivala nesklad s njegovom savješću. Vjerojatno je na to utjecao val nacionalističkih i lojalističkih osjećaja, kućno obrazovanje, koje je apsolutno podiglo strogo ispunjavanje dužnosti prema Kajzeru i naciji, a možda i romantičnu ideju rata. U prvim mjesecima rata u Gani kao da se probudila nemarnost njegovih studentskih godina, pogotovo jer njegov dio nije izravno sudjelovao u neprijateljstvima. Početkom 1915. od njega je zatraženo da počne razvijati otrovne tvari, a nakon kratkog oklijevanja, složio se, povjerovao je u argumente o ljudskosti novog oružja, što će, navodno, približiti kraj rata. Većina njegovih kolega učinila je isto. (Istina, ne svi: njemački kemičar, nobelovac 1915. R. Willstatter, na primjer, odbio je.) Tek je kasnije Otto s bolom primijetio: „U biti, ono što smo tada radili bilo je strašno. Ali to je bilo."
Kao što vidite, Otto i kolege nisu mu zamjerali, koji su na njegov stvaralački život gledali kao na lanac briljantnih uspjeha, na neprestani uspon do istine. Hahnova karijera, prema M. von Laue (njemački fizičar, dobitnik Nobelove nagrade), može se "usporediti s krivuljom koja se, počevši od najviše točke - s otkrićem radijatora, diže sve više i više - prema otkriću mezotorij, dostiže svoj maksimum u trenutku otkrića nuklearnog fisije urana ".
Slične pokuse provela je u Parizu Irene Curie.
Hahn, Meitner i mladi zaposlenik Strassmann proučavali su nekoliko radioaktivnih izotopa koji su dobiveni bombardiranjem urana ili torija neutronima, te su tako poboljšali eksperimentalnu metodologiju da su u samo nekoliko minuta mogli izolirati željeni radioaktivni izotop. Organizirana natjecanja. Meitner je u ruci držala štopericu, dok su Hahn i Strassmann uzeli ozračeni pripravak, otopili, taložili, filtrirali, odvojili talog i prenijeli ga na pult. U manje od dvije minute odradili su ono što bi obično trajalo dva do tri sata. Atomski lobisti svijeta smatrali su sve što je stvoreno u laboratoriju Hahn neospornom istinom, koristili su terminologiju Hahn (usput, posuđeno iz djela D. Mendelejeva). Činilo se da istraživanja u tri najveća svjetska laboratorija - u Berlinu, Rimu (Fermi) i Parizu - ne ostavljaju nikakvu sumnju da su, kad je uran ozračen neutronima, proizvodi raspadanja sadržavali ek -renij i eka -osmij. Bilo je potrebno dešifrirati putove njihovih transformacija, odrediti poluživote. Ti su se elementi smatrali transuranskim. Istina, 1938. godine Irene Curie je otkrila izotop sličan lantanu u produktima raspadanja, ali u to nije imala dovoljno povjerenja i bila je na rubu otkrivanja cijepanja urana - takvog raspada koji se činio nemogućim. Energija koja je vezala protone i neutrone u jezgri atoma bila je tolika da se činilo nezamislivim zamisliti da je samo jedan neutron može nadvladati.
Kakvi su zapravo bili ti procesi? Riješili su se nešto kasnije, ali za sada su politička pitanja došla do izražaja. Neutrone i protone morali su neko vrijeme zaboraviti, vojni marševi i ratoborni govori nisu slutili ništa dobro. Židovka Lisa Meitner, austrijska državljanka, njemačke su vlasti nakon Anschlussa uskratile putovnicu. Prema nacističkim zakonima, ona također nije imala pravo napustiti Njemačku. Jedini izlaz za nju bio je bijeg. Hahn je zatražio pomoć od Nielsa Bohra. Nizozemska vlada pristala ju je prihvatiti bez putovnice. Lise je spakirala najnužnije stvari i otišla u Nizozemsku "na godišnji odmor".
Zabrinutost i tjeskoba u vezi s Meitnerovim odlaskom progutali su Otta gotovo cijelo ljeto 1938. Došla je jesen. Te jeseni kada su Hahn i Strassmann došli do najvažnijeg otkrića. Eksperimenti i teorijska istraživanja su nastavljeni. Akutno se osjetio nedostatak Meitnera: nedostajalo je razumnog savjetnika i strogog suca, teoretičara koji bi provodio složene proračune.
Fritz Strassmann
Hahn je pribjegao metodi indikatora. Više su puta korišteni različiti radioaktivni traktori, ali rezultat je bio isti. Radioaktivna tvar koja se pojavila pri bombardiranju urana sporim neutronima po svojstvima je nalikovala bariju; nije se mogla odvojiti od barija niti jednom kemijskom metodom. Tako su Otto Hahn i Fritz Strassmann zapravo otkrili cijepanje jezgra urana. Strassmann je tada imao 37 godina, a Hahn se spremao proslaviti šezdeseti rođendan.
Članak je objavljen krajem 1938. U isto vrijeme, Hahn je poslao rezultate eksperimenata Meitneru, čekajući njezinu procjenu. Nova godina donijela je novu teoriju. Prema njemu, jezgra urana kada se ozrači sporim neutronima trebala bi se podijeliti na dva dijela, na atome barija i kriptona. U tom se slučaju između novonastalih jezgri pojavljuju odbojne sile čija energija doseže dvjesto milijuna elektron-volti. Ovo je kolosalna energija koja se ne može dobiti u drugim procesima. Fizika je pojam "fisije" posudila iz biologije, tako se razmnožavaju protozoe. Kolega i nećak Meitnera Frischa, koji je hitno proveo eksperiment o cijepanju urana, potvrdio je teoriju i obvezao se napisati članak.
Rezultati do kojih su došli Hahn i Strassmann bili su toliko oštro u suprotnosti s mišljenjima najmjerodavnijih znanstvenika da su zbunjivali same istraživače. Hahnova pisma Meitneru povremeno sadrže riječi "nevjerojatno", "iznimno nevjerojatno", "zapanjujuće", "fantastični rezultati". Da bi izveo ispravan zaključak, koji je u suprotnosti s tadašnjim idejama, Otto je zahtijevao ne samo pronicljivost, već i izuzetnu hrabrost. Oni su Gani dali povjerenje u čistoću eksperimenta, tj. u pouzdanosti dobivenih rezultata.
Događaji od samo nekoliko dana, koji su se dogodili u najvećim znanstvenim centrima Sjedinjenih Američkih Država, mogli bi poslužiti kao scenarij za uzbudljiv avanturistički film.
Nesvjestan da se otkriće Hahna, Strassmanna i Meitnera mora držati u tajnosti, najbliži suradnik Bore Rosenfelda stiže u Princeton (SAD) i zatiče se na zabavi fizičara u sveučilišnom klubu. Bombardiran je pitanjima: što je novo u Europi? Rosenfeld govori o eksperimentima Hahna i Strassmanna te teorijskim zaključcima Meitnera i Frischa. Na sastanku je prisutan zaposlenik Fermija; te se noći odvezao u New York, provalio u Fermijev ured i priopćio vijesti. U roku od nekoliko minuta Fermi je počeo razvijati projekt za nadolazeće pokuse. Prvo morate reproducirati proces fisije jezgre urana, a zatim izmjeriti oslobođenu energiju. Fermi shvaća što je propustio prije pet godina kada je prvi put bombardirao uran sporim neutronima.
Enrico Fermi
U podzemlju Sveučilišta Columbia cijepa se jezgra urana, nesvjesna da je Frisch već proveo sličan eksperiment. U žurbi (u žurbi s uvidom u tuđe otkriće) priprema se poruka za časopis "Nature".
Saznavši za curenje informacija, Bohr se brine da će netko prestići Meitnera i Frischa. Tada će se naći u poziciji prisvojiti tuđe otkriće. Na konvenciji u Washingtonu Bohr saznaje da su Fermijevi pokusi cijepanja urana u punom jeku te šalje telegrame u Kopenhagen u Frisch kako bi odmah objavio rezultate pokusa. Sljedećeg dana pojavio se novi broj časopisa s člankom Hahna i Strassmanna. Istoga dana stigle su utješne vijesti - Frisch je članak poslao novinarima. Bor je sada miran i može reći svima o fisiji urana. Čak i prije nego što je završio svoj govor, nekoliko je ljudi napustilo dvoranu i umalo otrčalo do Instituta Carnegie, do moćnog akceleratora. Bilo je potrebno odmah promijeniti ciljeve i istražiti cijepanje jezgre urana.
Sljedećeg dana Bohr i Rosenfeld pozvani su u Carnegie instituciju. Bohr je prvi put vidio proces podjele na ekranu osciloskopa.
U isto vrijeme u Parizu, Joliot-Curies su promatrali raspad jezgre urana i torija, nazivajući to raspadanje "eksplozijom". Frederickov članak pojavio se samo dva tjedna nakon članka Meitnera i Frischa. Tako su u manje od mjesec dana četiri laboratorija (u Kopenhagenu, New Yorku, Washingtonu i Parizu) podijelila jezgru urana i pokazala da se oslobađa ogromna energija. No, malo je ljudi znalo da postoji i peti laboratorij - na Politehničkom institutu u Lenjingradu, gdje se također razvijala teorija cijepanja urana.
Reference:
1. Gernek F. Pioniri atomskog doba. M.: Napredak, 1974. S. 324-331.
2. Konstantinova S. Cijepanje. // Izumitelj i inovator. 1993. broj 10. S. 18-20.
3. Hramovi Yu Fizika. Biografski priručnik. M.: Znanost. 1983. S. 74.
