La notizia del bombardamento di Hiroshima e Nagasaki provocò un tale shock in Otto Hahn, lo scopritore della fissione dell'uranio, che i suoi amici dovettero essere in servizio 24 ore su 24 per paura del suicidio.
Otto Hahn nacque l'8 marzo 1879 a Francoforte sul Meno. Suo padre era un artigiano, poi divenne proprietario di una piccola fabbrica e deputato al consiglio comunale. La famiglia non viveva in povertà, ma dei quattro figli, solo il maggiore, Karl, riuscì a mandare in palestra. I tre più giovani e il più giovane, Otto, frequentavano una scuola professionale.
Da adolescente, Gan si interessò allo spiritualismo. Ma dopo aver letto molti scritti occulti, si convinse della loro mancanza di significato e non tornò mai più da loro. Forse fu allora che sviluppò una profonda sfiducia nei confronti di qualsiasi tipo di conoscenza speculativa che sfidasse la verifica oggettiva. Per tutta la vita Gan rimase indifferente alle questioni metafisiche e religiose.
I suoi veri interessi sono stati determinati tardi. Vivo, fantasioso per gli scherzi, Otto ha pensato poco alla scelta di una professione. Decise di diventare un chimico solo nella sua classe senior, sotto l'influenza delle lezioni dell'allora famoso ricercatore M. Freund.
Nel 1897, Hahn entrò all'Università di Marburg, nel 1901 difese la sua tesi in chimica organica. All'università seguì il servizio militare, per il quale Otto non mostrò il minimo zelo. Subito dopo il servizio, la direzione di una delle fabbriche decide di assumere un giovane ben addestrato e ben educato per lavorare all'estero. Nel 1904, Hahn andò a Londra, con l'intenzione allo stesso tempo di studiare chimica con V. Ramsay.
Ramsay a quel tempo stava studiando elementi radioattivi e ordinò a Otto di ottenere una forte preparazione di radio dal sale di bario. L'esito dell'esperimento ha predeterminato tutte le ulteriori attività del Ghana. Il principiante alle prime armi, inaspettatamente per sé e per i suoi colleghi, scoprì una nuova sostanza radioattiva, che chiamò radiotorio. Quando sei mesi dopo il suo soggiorno a Londra terminò, Ramsay suggerì a Ghan di abbandonare il lavoro nell'industria e dedicarsi interamente a un nuovo campo poco conosciuto: la radiochimica. Così iniziò un nuovo periodo nella vita di Otto Hahn, che era ancora alla deriva con il flusso. In fondo, considerandosi autodidatta, decise di svolgere uno stage presso il principale ricercatore nel campo della radioattività E. Rutherford prima di tornare a Berlino. Il rapporto di Otto con la scienza è sempre stato libero da interessi personali. Inoltre in quegli anni lavorava per Rutherford gratuitamente: non c'erano tariffe, e quindi i tirocinanti non avevano diritto a una borsa di studio. Ha ricevuto la sua prima posizione a tempo pieno all'età di 33 anni. In precedenza, i suoi genitori e fratelli lo hanno sostenuto, hanno anche pagato i costi degli esperimenti.
Rutherford ricevette il Ghana amichevolmente, ma dichiarò di non credere nell'esistenza del radiotorio. In risposta, Otto condusse esperimenti simili con altre sostanze che emettono particelle alfa e scoprì un'altra sostanza: il torio C, quindi il radioattinio. A Montreal, vicino a Rutherford, Hahn si è finalmente affermato nella decisione di dedicarsi alla ricerca sulla radioattività. E il punto non è tanto che qui ha familiarizzato con problemi e metodi fisici, quanto nella comunicazione con Rutherford. Il brillante, democratico e spesso rumoroso Rutherford, per nulla come i dignitosi professori tedeschi, divenne l'ideale di Otto. E l'ambiente di laboratorio, la serietà nel lavoro, il libero confronto, l'indipendenza di giudizio e l'aperta ammissione degli errori divennero per il giovane scienziato un modello, al quale aspirò poi nel suo istituto.
Tornato a Berlino nel 1906, Hahn entrò nel laboratorio chimico dell'Università di Berlino sotto la supervisione del professor Z. Fischer. Vecchio chimico organico, Fischer considerava lo strumento più affidabile di un ricercatore "il suo naso", e non un contatore che registrava raggi misteriosi. D'altra parte, Hahn divenne rapidamente amico di un circolo di giovani fisici berlinesi. Qui il 28 settembre 1907, un chimico inventivo, incontrò il fisico teorico Lise Meitner. Da quel momento, hanno lavorato insieme per tre decenni. La combinazione Hahn-Meitner è diventata una delle più riuscite e fruttuose nella ricerca atomica.
Otto Hahn e Lise Meitner
Nel 1912, Hahn si trasferì all'Istituto di Chimica della Kaiser Wilhelm Society (in seguito Hahn divenne il direttore di questo istituto). Il curriculum di Otto nel corso degli anni è impressionante. Nel 1907 fu scoperto un nuovo elemento: il mesotorio. Nel 1909 furono effettuati importanti esperimenti per studiare i fenomeni di rinculo. Nel 1913, con la partecipazione di Meitner, scoprì l'uranio X2. Nonostante il brillante lavoro, il vecchio e angusto edificio dell'officina in legno fungeva da stanza per il laboratorio. E il percorso verso una carriera accademica per il Ghana era chiuso da tempo. Sebbene sia stato promosso a professore nel 1910, fino al 1919 la radiochimica non era tra le materie insegnate nelle università tedesche.
Nell'agosto 1914, il Ghana fu arruolato nell'esercito. A quel tempo, la necessità di combattere non causava discordia con la sua coscienza. Probabilmente, è stato influenzato dall'ondata di sentimenti nazionalisti e lealisti, dall'educazione domestica, che hanno elevato all'assoluto il rigoroso adempimento del dovere verso il Kaiser e la nazione, e forse l'idea romantica della guerra. Nei primi mesi di guerra, in Ghana, la spensieratezza dei suoi anni da studente sembrò risvegliarsi, tanto più che la sua parte non prese parte direttamente alle ostilità. All'inizio del 1915, gli fu chiesto di iniziare a sviluppare sostanze velenose e, dopo una breve esitazione, accettò, credette negli argomenti sull'umanità della nuova arma, che, presumibilmente, avrebbe avvicinato la fine della guerra. La maggior parte dei suoi colleghi ha fatto lo stesso. (Vero, non tutto: il chimico tedesco, premio Nobel nel 1915 R. Willstatter, ad esempio, rifiutò.) Solo più tardi Otto osservò con dolore: “In sostanza, quello che stavamo facendo allora era terribile. Ma era così.
Come puoi vedere, Otto e colleghi non lo rimproveravano, che considerava la sua vita creativa come una catena di brillanti successi, una continua ascesa alla verità. La carriera di Hahn, secondo M. von Laue (fisico tedesco, premio Nobel), può essere «somigliata a una curva che, partendo da un punto più alto - con la scoperta del radiatorium, sale sempre più in alto - verso la scoperta del mesotorio, raggiunge il suo massimo al momento della scoperta dell'uranio a fissione nucleare”.
Esperimenti simili sono stati condotti a Parigi da Irene Curie.
Hahn, Meitner e un giovane impiegato Strassmann studiarono diversi isotopi radioattivi che si ottenevano bombardando l'uranio o il torio con neutroni, e così migliorarono la metodologia sperimentale che in pochi minuti potevano isolare l'isotopo radioattivo desiderato. Concorsi organizzati. Meitner teneva in mano un cronometro, mentre Hahn e Strassmann prendevano il preparato irradiato, scioglievano, precipitavano, filtravano, separavano il precipitato e lo trasferivano sul bancone. In meno di due minuti, hanno fatto quello che normalmente richiederebbe due o tre ore. Tutto ciò che è stato creato nel laboratorio di Hahn era considerato dai lobbisti atomici del mondo una verità indiscutibile, usavano la terminologia di Hahn (a proposito, presa in prestito dalle opere di D. Mendeleev). Le ricerche nei tre più grandi laboratori del mondo - a Berlino, Roma (Fermi) e Parigi - sembravano non lasciare dubbi sul fatto che quando l'uranio veniva irradiato con neutroni, i prodotti di decadimento contenevano ek-renio ed eka-osmio. Era necessario decifrare i percorsi delle loro trasformazioni, determinare le emivite. Questi elementi erano considerati transuranici. È vero, nel 1938, Irene Curie scoprì un isotopo simile al lantanio nei prodotti di decadimento, ma non aveva abbastanza fiducia in questo, ed era sul punto di scoprire la fissione dell'uranio - un tale decadimento che sembrava impossibile. L'energia che legava protoni e neutroni nel nucleo di un atomo era così grande che sembrava inconcepibile immaginare che un solo neutrone potesse superarlo.
Come erano veramente questi processi? Sono stati risolti un po' più tardi, ma per ora le questioni politiche sono emerse. Neutroni e protoni dovettero essere dimenticati per un po', le marce militari e i discorsi bellicosi non erano di buon auspicio. Alla donna ebrea Lisa Meitner, cittadina austriaca, è stato negato il passaporto dalle autorità tedesche dopo l'Anschluss. Secondo la legge nazista, non aveva nemmeno il diritto di lasciare la Germania. L'unica via d'uscita per lei era il volo. Hahn ha chiesto aiuto a Niels Bohr. Il governo olandese ha accettato di accettarla senza passaporto. Liza fece le valigie e partì per l'Olanda "in vacanza".
La preoccupazione e l'ansia in relazione alla partenza di Meitner consumarono Otto per quasi tutta l'estate del 1938. L'autunno è arrivato. Quell'autunno quando Hahn e Strassmann fecero la scoperta più importante. Riprendono gli esperimenti e le ricerche teoriche. L'assenza di Meitner era molto sentita: mancava un consigliere ragionevole e un giudice severo, un teorico che facesse calcoli complessi.
Fritz Strassmann
Hahn ha fatto ricorso al metodo dell'indicatore. Una varietà di traccianti radioattivi è stata utilizzata molte volte, ma il risultato è stato lo stesso. La sostanza radioattiva che appariva quando l'uranio veniva bombardato con neutroni lenti assomigliava alle proprietà del bario; non poteva essere separato dal bario con alcun metodo chimico. Così Otto Hahn e Fritz Strassmann scoprirono effettivamente la fissione dei nuclei di uranio. Strassmann aveva 37 anni all'epoca e Hahn si stava preparando a festeggiare il suo sessantesimo compleanno.
L'articolo è stato pubblicato alla fine del 1938. Allo stesso tempo, Hahn ha inviato i risultati degli esperimenti a Meitner, in attesa della sua valutazione. Il nuovo anno ha portato una nuova teoria. Secondo esso, il nucleo di uranio quando irradiato con neutroni lenti dovrebbe dividersi in due parti, in atomi di bario e kripton. In questo caso, tra i nuclei appena formati compaiono forze repulsive, la cui energia raggiunge i duecento milioni di elettronvolt. Questa è un'energia colossale che non può essere ottenuta in altri processi. La fisica ha preso in prestito il termine "fissione" dalla biologia, ecco come si riproducono i protozoi. Un collega e nipote di Meitner Frisch, conducendo urgentemente un esperimento sulla fissione dell'uranio, ha confermato la teoria e si è impegnato a scrivere un articolo.
I risultati ottenuti da Hahn e Strassmann erano così nettamente in contrasto con le opinioni degli scienziati più autorevoli da lasciare perplessi gli stessi ricercatori. Le lettere di Hahn a Meitner di tanto in tanto contengono le parole "sorprendente", "sorprendentemente sorprendente", "sbalorditivo", "risultati fantastici". Per trarre la conclusione corretta, contraria alle idee dell'epoca, Otto richiese non solo perspicacia, ma anche uno straordinario coraggio. Hanno dato al Ghana fiducia nella purezza dell'esperimento, ad es. nell'attendibilità dei risultati ottenuti.
Gli eventi di pochi giorni, accaduti nei più grandi centri scientifici degli Stati Uniti d'America, potrebbero benissimo fungere da scenario per un emozionante film d'avventura.
Ignaro che la scoperta di Hahn, Strassmann e Meitner debba essere tenuta segreta, il più stretto collaboratore di Bora Rosenfeld arriva a Princeton (USA) e si ritrova a una festa di fisici al circolo universitario. È bombardato da domande: cosa c'è di nuovo in Europa? Rosenfeld parla degli esperimenti di Hahn e Strassmann e delle conclusioni teoriche di Meitner e Frisch. All'incontro è presente un dipendente Fermi; quella notte guida a New York, irrompe nell'ufficio di Fermi e dà la notizia. In pochi minuti Fermi iniziò a sviluppare un progetto per i prossimi esperimenti. Innanzitutto, è necessario riprodurre il processo di fissione di un nucleo di uranio, quindi misurare l'energia rilasciata. Fermi si rende conto di cosa si è perso cinque anni fa quando ha bombardato per la prima volta l'uranio con neutroni lenti.
Enrico Fermi
Nel sottosuolo della Columbia University viene fissiato un nucleo di uranio, ignaro che Frisch abbia già condotto un esperimento simile. In fretta (nella fretta di sorvegliare la scoperta di qualcun altro) si sta preparando un messaggio per il diario "Nature".
Dopo aver appreso della fuga di informazioni, Bohr si preoccupa che qualcuno supererà Meitner e Frisch. Allora si troveranno nella posizione di appropriarsi della scoperta di qualcun altro. Alla convention di Washington, Bohr apprende che gli esperimenti di Fermi sulla fissione dell'uranio sono in pieno svolgimento e invia telegrammi a Copenaghen a Frisch per pubblicare immediatamente i risultati degli esperimenti. Il giorno dopo apparve un nuovo numero della rivista con un articolo di Hahn e Strassmann. Lo stesso giorno sono arrivate notizie consolanti: Frisch ha inviato l'articolo alla stampa. Ora Bor è calmo e può dire a tutti della fissione dell'uranio. Anche prima che finisse il suo discorso, diverse persone hanno lasciato la sala e sono quasi corse al Carnegie Institute, al potente acceleratore. Era necessario cambiare immediatamente bersagli e indagare sulla fissione del nucleo di uranio.
Il giorno successivo, Bohr e Rosenfeld furono invitati alla Carnegie Institution. Per la prima volta Bohr vide il processo di divisione sullo schermo dell'oscilloscopio.
Allo stesso tempo, a Parigi, i Joliot-Curie osservarono il decadimento dei nuclei di uranio e torio, definendo questo decadimento una "esplosione". L'articolo di Frederick è apparso appena due settimane dopo l'articolo di Meitner e Frisch. Così, in meno di un mese, quattro laboratori (a Copenhagen, New York, Washington e Parigi) hanno fissione un nucleo di uranio e hanno mostrato che viene rilasciata un'enorme energia. Ma poche persone sapevano che c'era anche un quinto laboratorio - al Politecnico di Leningrado, dove si stava sviluppando anche la teoria della fissione dell'uranio.
Riferimenti:
1. Gernek F. Pionieri dell'era atomica. M.: Progresso, 1974. S. 324-331.
2. Konstantinova S. Scissione. // Inventore e innovatore. 1993. N. 10. S. 18-20.
3. Templi Yu Fisica. Libro di riferimento biografico. M.: Scienza. 1983. S.74.
