Атом и индустриализация науки
3 октября 1952 года на острове в Западной Австралии Великобритания взорвала свою первую атомную бомбу, став третьей ядерной державой после Соединённых Штатов и СССР.
Первоначальный скептицизм
В первой половине XX-го века Великобритания была одной из великих научных держав: с 1901 по 1945 год в ней произошло 56 значимых событий в области физики по сравнению с 43-мя в США и 36-ю в Германии (Edgerton D. Science in the United Kingdom, 1997). Использование этого британского научного капитала, представленного многими лауреатами Нобелевской премии, сыграло решающую роль в разработке американской атомной бомбы (“Манхэттенском проекте”).
В 1939 году эксперименты француза Фредерика Жолио-Кюри (1900–1958) по высвобождению вторичных нейтронов при делении ядер сделали возможной проведение цепной реакции, что привлекло внимание британца Джорджа Паджета Томсона (1892–1975). Незадолго до этого, в 1937 году, Джордж Томсон, будучи профессором Имперского колледжа при Лондонском университете, получил Нобелевскую премию за демонстрацию корпускулярно-волнового дуализма электрона. Отцом Джорджа был Джозеф Джон Томсон (1856–1940) – первооткрыватель электрона, получивший за это в 1906 году Нобелевскую премию по физике.
Через несколько часов после публикации результатов французской группы специалистов в журнале Nature 19 марта 1939 года Томсон начал оказывать давление на британское правительство с тем, чтобы оно предоставило ему все имеющиеся запасы урана. В Имперском колледже Томсон также начал работать над возможностью использования деления атомных ядер для создания атомной бомбы.
В апреле 1939 года Нильс Бор (1885–1962), один из основателей квантовой физики и лауреат Нобелевской премии по физике 1922 года, обратил внимание на одну проблему: теоретически можно было создать бомбу на основе изотопа U235, ядра атомов которого подверглись бы делению, однако U235 составляет лишь 0,7 % урановой руды и не может быть отделён химически от остальных 99,3 %, состоящих из изотопа U238, и чтобы разделить их физическими средствами, по мнению Бора, «потребовались бы усилия целой нации» (Baggott J. Atomic. The First War of Physics, 2009).
1 сентября 1939 года, в день вторжения нацистских войск в Польшу и за два дня до объявления Великобританией войны Германии, Бор и американский физик-теоретик Джон Уилер (1911–2008) опубликовали работу, в которой представили теоретическое обоснование своих утверждений о природной нехватке расщепляющегося изотопа U235 и трудности его отделения от нерасщепляющегося U238. Эта статья в сочетании с неутешительными результатами работы Томсона в Имперском колледже Лондона укрепила идею о том, что использование деления ядер атомов для военных целей не является приоритетом.
Влияние учёных-иммигрантов
В своей книге 2005 года “Before the Fall–Out” Диана Престон пишет, что в 1940 году существовала особая «субъектность» некоторых учёных, которые бежали из нацистской Германии, пытаясь привлечь внимание к возможности создания атомной бомбы: Лео Силард (1898–1964), Отто Фриш (1904–1979), Рудольф Пайерлс (1907–1995) и Джозеф Ротблат (1908–2005). Их решимость создать бомбу была результатом личного опыта как еврейских жертв нацистского расизма. Они боялись, что если у Адольфа Гитлера будет «супербомба», то он применит её без каких-либо моральных колебаний. Несколько лет спустя, в 1945 году, в Хиросиме и Нагасаки США доказали, что в случае войны не только фашистские, но и демократические режимы не испытывают никаких моральных колебаний при использовании имеющегося в их распоряжении оружия.
Однако есть ещё один элемент, который лёг в основу того, что евреи, иммигрировавшие в Великобританию, сыграли такую значительную роль в разработке атомной бомбы. В Великобритании в связи с немецкой воздушной угрозой приоритетными стали исследования в области микроволновой технологии, поскольку она была ключом к разработке радаров. По соображениям безопасности иммигранты были исключены из этого приоритетного проекта и перенаправлены на второстепенные, как считалось, исследования деления ядра урана и цепной реакции.
В Ливерпульском университете польско-еврейский физик Ротблат, прибывший в Англию весной 1939 года, стал протеже Джеймса Чедвика (1891–1974), первооткрывателя нейтрона, лауреата Нобелевской премии по физике 1935 года, и учеником другого великого физика – одного из главных основателей ядерной физики, Эрнеста Резерфорда (1871–1937), лауреата Нобелевской премии по химии 1908 года.
В августе 1939 года Ротблат пришёл к выводу о возможности создания атомной бомбы, а также о том, что к тем же результатам могли прийти и немецкие учёные. Он считал, что «единственный способ помешать немцам использовать её против нас – это самим иметь бомбу и угрожать возмездием». Это была концепция сдерживания. Ротблат посоветовал Чедвику: «Мы должны начать работу над бомбой». Первая реакция последнего была осторожной, и его мнение разделяло большинство британского научного сообщества.
Эдвард Эплтон (1892–1965) был коллегой Чедвика по Кавендишской лаборатории, занимал пост секретаря Департамента научных и промышленных исследований, а впоследствии стал Нобелевским лауреатом по физике 1947 года. В октябре 1939 года Эплтон попросил Чедвика высказать свои соображения по этому вопросу. Ответ последнего состоял в том, что, хотя цепная реакция деления теоретически возможна, маловероятно, что это осуществимо во взрывном устройстве. В конце ноября Ротблат представил Чедвику результаты своих исследований: создание атомной бомбы было возможно, поскольку цепная реакция могла быть запущена быстрыми нейтронами U235.
Начало британской ядерной программы
В дополнение к экспериментальным данным Ротблата именно война изменила мнение Чедвика об атомной бомбе, как он позже признал. Чедвик сообщил Эплтону о своих новых выводах: «Кажется вероятным, что деление может быть развито во взрывной процесс при соответствующих условиях».
Эти тревожные результаты заставили британское правительство централизовать все исследования в области урана и деления ядер в Air Defence Research Committee под председательством Генри Тизарда (1885–1959), тогдашнего ректора Имперского колледжа Лондона. Тем не менее ещё весной 1940 года Тизард и его сотрудники не были уверены в том, что ядерные исследования имеют какую-либо ценность для военных действий, но записка, переданная Марку Олифанту в его эмигрантском отделе двумя учёными еврейского происхождения Фришем и Пайерлсом, резко изменила ситуацию.
Весной 1937 года Олифант посоветовал Пайерлсу подать заявку на кафедру математики в Бирмингемском университете, которую тот и получил. В 1939 году по приглашению Олифанта в Бирмингемский университет приехал Фриш.
Фриш был австрийско-еврейским физиком, который вместе со своей тётей Лизой Мейтнер (1878–1968) правильно интерпретировал механизм деления ядер, который был реализован в Риме Энрико Ферми и воспроизведён в Берлине немцами Отто Ганом (1879–1968) и Фрицем Штрассманом (1902–1980). Поскольку большая часть работы Олифанта в Бирмингеме была связана с разработкой радара, Фриш и Пайерлс были переключены на ядерные исследования из-за правил национальной безопасности.
Результатом их работы стал “Меморандум Фриша – Пайерлса”: двое учёных определили критическую массу для поддержания цепной реакции деления U235 размером с мяч для гольфа и массой 700 граммов. Раз для создания ядерного устройства требовалось менее килограмма U235, а не тонна, как ранее думала команда Жолио-Кюри, то создание бомбы было технически возможно. Эти расчёты, которые, как выяснилось позже, ошибались на целый порядок, вызвали у британских властей страх перед возможным появлением немецкой атомной бомбы: Лондон находился недалеко от Германии и мог быть уничтожен одной бомбой[1].
“Меморандум Фриша – Пайерлса” стал первым документом, научно продемонстрировавшим реальную возможность создания атомной бомбы, и был передан в марте 1940 года Олифантом Генри Тизарду.
Тем временем в Европе Дания была оккупирована нацистской Германией 9 апреля 1940 года. Бор попросил ректора Копенгагенского университета и членов датского правительства защитить еврейских учёных своего Института теоретической физики. Некоторые из этих учёных действительно были евреями и спаслись от расовых преследований в других странах. Американское посольство предложило Бору и его семье убежище в США, но датский физик, зная, что его еврейской матери грозит депортация, решил остаться в Дании.
Рождение Комитета MAUD
Лиза Мейтнер приехала в Копенгаген за 12 часов до того, как Германия оккупировала Данию. В первый период оккупации немцы предоставили датчанам некоторую степень самоуправления, и это дало Мейтнер, несмотря на тот факт, что она была еврейкой, возможность безопасно остаться в Копенгагене на три недели и встретиться с Бором. Вернувшись в Стокгольм, она послала телеграмму одному из своих друзей, британскому физику Оуэну Ричардсону (1879–1959), в которой писала: «Встретилась с Нильсом и Маргретой [женой Бора], оба здоровы, но недовольны событиями, пожалуйста, сообщите Кокрофту и Мод Рэй Кент».
Ричардсон передал телеграмму Джону Кокрофту (1897–1967), нобелевскому лауреату по физике 1951 года, и тот пришёл к выводу, что слова Мейтнер содержат скрытое сообщение; он с тревогой выразил своё беспокойство Чедвику, и тот истолковал, что слова «Maud Ray Kent» означают «уран взят». Кокрофт считал, что в таком закодированном виде Мейтнер передала британцам информацию о том, что немцы начали программу по созданию атомной бомбы. Только позже стало известно, что Мод Рэй – это имя бывшей гувернантки детей Бора, проживавшей в Кенте (Preston D. Op. cit.).
Телеграмма Мейтнер дала кодовое название группе, созданной в апреле 1940 года британским правительством для рассмотрения возможности создания урановой бомбы в ответ на “Меморандум Фриша – Пайерлса”: так родился Комитет MAUD. Многие из тех, кто был связан с новым комитетом, были убеждены, что это означает «Military Applications of Uranium Disintegration» (“Военное применение дезинтеграции урана”). После преодоления первоначальной неопределённости британская ядерная программа начала осуществляться.
Март 2022 г.
[1] – “Война физиков” за первые атомные бомбы // Пролетарский интернационализм. 2022. Октябрь. № 97. Приложение. С. II.
Leave a Reply