Цепная реакция. Неизвестная история создания атомной бомбы - Олег Фейгин Страница 22

Иваненко оппонировал австро-немецкий физик-теоретик Виктор Фредерик Вайскопф, которому модель протонно-нейтронного ядра поначалу показалась совершенно необоснованной. Несмотря на массу возражений Иваненко все же опубликовал краткую статью в престижном журнале Nature. Через полтора года на первой Всесоюзной конференции по ядерной физике, проходившей в конце сентября в Ленинграде, Вайскопф был вынужден публично признать правоту харьковского физика, поскольку уже никто не сомневался в правильности протонно-нейтронной модели ядра. К тому же ее не только поддержал, но и развил сам Вернер Гейзенберг, так что многие западные физики стали эту модель считать вообще теорией Гейзенберга.

К сожалению, политика все настойчиво вмешивалась в жизнь международного научного сообщества, и после прихода нацистов к власти Гейзенберг не смог принять приглашение на конференцию, проходившую в Советском Союзе. Не приехали также Бор, Чедвик и Резерфорд, которые готовились к VII Всемирному Сольвеевскому конгрессу, а Ферми находился в лекционном туре по американским университетам.

Исследования Иваненко позволили объяснить «азотную катастрофу», сформулированную итальянцем Разетти. Дело в том, что ядро азота считалось состоящим из нечетного числа элементарных частиц, включая 7 электронов и 14 протонов, а эксперименты римских физиков доказали, что ядра атомов азота ведут себя как содержащие четное число частиц. Протонно-нейтронная модель Иваненко предполагала, что всего в ядре азота должно быть именно четное количество ядерных частиц – 14 нуклонов.

Этим же летом новый руководитель теоретического отдела Харьковского физтеха Лев Давидович Ландау, которого все знакомые называли исключительно Дау, на очередном общеинститутском коллоквиуме подвел итоги еще одной «паритетной истории», до сих пор не имеющей однозначной интерпретации. Тут надо вспомнить, что УФТИ в то время был одним из немногих научных центров, где целенаправленно развивалась экспериментальная и теоретическая ядерная физика. В этом была большая заслуга тогдашнего директора УФТИ А. И. Лейпунского, который уделял очень много внимания развитию экспериментальной базы, широко применяя свой опыт и знания, полученные во время предыдущей работы в Ленинградском физтехе при разработке высоковольтных трансформаторов. Подобная техника широко применялась именно в экспериментальных атомных исследованиях, о чем их главный исполнитель Кирилл Дмитриевич Синельников прекрасно знал, проведя два года на стажировке в кембриджской лаборатории одного из основателей экспериментальной атомной науки – Резерфорда. Там он внимательно наблюдал за работой английских ученых Джона Кокрофта и Эрнста Уолтона, которые сооружали установку для расщепления атомного ядра с помощью высоких напряжений.

В конце 20-х годов прошлого века в Ленинграде учились и работали три неразлучных друга – Георгий Гамов, Дмитрий Иваненко и Лев Ландау. К ним часто присоединялся и четвертый – Матвей Бронштейн. Вместе они восторгались квантовой механикой, зародившейся всего два-три года тому назад; вместе увлеченно работали и веселились, ходили на вечеринки, эпатировали солидных ученых своими шутками…. Их общая работа тех лет, посвященная построению теорий на базе одних лишь фундаментальных мировых постоянных (постоянной Планка ћ, скорости света c, гравитационной постоянной G), которую недавно вернул из забвения академик Л. Б. Окунь, отвечает самым современным теоретическим устремлениям. Трех друзей можно видеть на фотографии участников Харьковской конференции по теоретической физике (одним из ее организаторов был Иваненко). По-разному сложились судьбы этих людей. М. П. Бронштейн – талантливый физик-теоретик и замечательный популяризатор науки – был расстрелян в 1937 г. Говорили, что его погубила фамилия, совпавшая с настоящей фамилией Троцкого. Л. Д. Ландау стал величайшим физиком-теоретиком, лауреатом Нобелевской премии, одним из последних универсалов, внесших фундаментальный вклад в самые разные области физики. Г. А. Гамов, позднее эмигрировавший в США, генерировал гениальные идеи: объяснил законы радиоактивного aльфа-распада и указал на термоядерную природу энергии Солнца и звезд; развил теорию горячей Вселенной, предсказав существование микроволнового (реликтового) излучения и поставив вопрос о нуклеосинтезе химических элементов. История науки XX в. не может обойтись и без имени Д. Д. Иваненко.

С. Герштейн. На заре ядерной физики

Возвратившись в Харьков, Синельников стал руководителем высоковольтной бригады института, как тогда называли соответствующие отделы, и с середины 1931 года начал интенсивную подготовку технической базы для исследования атомов путем бомбардировки их элементарными частицами, разогнанными электрическим полем. Любопытно, что в это же время харьковский физтех посетили и сами Дж. Кокрофт и Э. Уолтон, которых Синельников несколько необдуманно ознакомил с перспективной схемой каскадного генератора высокого напряжения, разработанного его сотрудниками. Считается, что именно на прообразе подобного харьковского оборудования уже через год «кембриджские мальчики Крокодила» смогли осуществить эксперимент по протонному расщеплению ядра атома лития.

Почему же харьковские ученые и инженеры, с большим энтузиазмом проводившие эксперименты по ускорению ядер гелия и водорода, первыми не достигли решающего результата? Дело в том, что проблема создания установки для ускорения частиц в то время содержала в себе не менее трех важных задач. Они включали конструирование тысячевольтных источников напряжения; производство вакуумированных колб, способных выдержать высокое напряжение, и создание ионных «пушек», выстреливающих поток микрочастиц по оси вакуумной трубки в камеру с атомной мишенью.

При этом отечественные ядерщики, как и британские ученые, во всем были первопроходцами или по крайней мере считали себя таковыми. К тому же именно Ландау разубедил Лейпунского использовать перспективную схему высоковольтного каскадного генератора! При этом он в типичной для него агрессивной манере, поминая «патологов», придумавших эту «полную ахинею», доказывал, что еще во время своей заграничной командировки слышал от сотрудников Бора (в другой раз он говорил, что это был Пайерлс), что американские инженеры изобрели особую лампу – линейный ускоритель, в которой ионы мгновенно разгонялись с помощью одноступенчатого импульсного генератора высоких напряжений Теслы.

Между тем Александр Ильич Лейпунский всегда находился под сильным влиянием своего главного теоретика, вполне заслуженно считая его непревзойденным авторитетом во всех областях физической науки. Возможно, именно поэтому монтаж высоковольтного резонансного генератора Теслы был немедленно включен в план работ. Прошло не меньше года, прежде чем окончательно выяснилось, что такой генератор, по крайней мере в его классической компоновке, малопригоден в опытах по расщеплению атомного ядра. Кипение страстей вокруг этого эксперимента хорошо описано одним из главных его участников А. К. Вальтером в книге «Атака атомного ядра».

Трагическая развязка этой гонки за приоритетом произошла в мае 1932 года, когда в самый разгар исследований харьковской высоковольтной бригады пришло сообщение о том, что кембриджские физики Дж. Кокрофт и Э. Уолтон осуществили реакцию расщепления ядра лития ускоренными протонами. Однако горечь поражения вскоре сменилась искренним недоумением, ведь еще в февральских сериях опытов были получены сходные данные, однако харьковские физики не смогли их правильно интерпретировать. Причем не сумел их верно понять теоретический отдел под руководством Ландау, который по установившейся порочной практике просто высмеял незадачливых экспериментаторов.