10 гениев, изменивших мир

4 июня 1934 года Орсо Корбино произнес речь на сессии Академии дей Линчей, в которой рассказал об экспериментах «ребят с улицы Панисперна». Конец речи звучал так: «По этим успешным экспериментам, за которыми я слежу ежедневно, я полагаю себя вправе заключить, что новый элемент уже получен».

Казалось, первый трансурановый элемент состоялся… Однако доказать это не удалось. Что-то было не так! Настораживали данные, появившиеся в других лабораториях: в облученном уране нашли несколько радиоактивных изотопов, химические свойства которых позволяли считать их трансурановыми элементами с атомными номерами от 93 до 96. Но в то же время в тех же опытах были зарегистрированы излучатели со свойствами тория, протактиния и других доурановых элементов. Возникла невероятная путаница. Вокруг «трансуранов» шли горячие споры. Результаты Ферми и его товарищей то поднимались на щит, то опровергались, подчас в очень резкой форме. Все сходились на мысли, что «что-то есть». Но что?! Достоверного ответа на этот вопрос физики не могли получить в течение нескольких лет. Дискуссия то затихала, то возобновлялась с новой силой.

В период с 1934 по 1936 год Ферми целиком посвятил себя нейтронным исследованиям. Его опыты были глубоко продуманы. По существу ученый наметил верный путь к новому элементу – нептунию, 93-му в таблице Менделеева. Нептуний на самом деле образовывался в облученном уране. Однако более мощное явление – деление ядер – заслонило слабое излучение трансурана. Путанице поспособствовало и неправильное представление о положении тяжелых элементов в периодической системе. Предсказание Нильса Бора, сделанное еще в 1920 году, о том, что где-то в области урана должен начинаться второй редкоземельный ряд, было прочно забыто…

Тем не менее, всемирно известные нейтронные опыты Энрико Ферми навсегда вошли в историю естествознания как первая научно обоснованная попытка синтезировать трансурановый элемент.

Что же особенно выделяло Ферми среди других известных экспериментаторов? Его не отличало какое-либо особое искусство конструирования сложной аппаратуры и постановки «акробатических» экспериментов (впрочем, ученый быстро овладел и этим искусством, когда в том появилась необходимость). Конечно, Ферми был в высшей степени энергичным, работоспособным, терпеливым и упорным, но такими качествами обладали, вероятно, все великие естествоиспытатели. По-видимому, уникальная черта Ферми, ученого XX века, свойственная великим физикам прошлых веков, заключалась в объединении экспериментального подхода с теоретическим. Он сам часто говорил, что разделение физики на теоретическую и экспериментальную – это вредная вещь. Именно благодаря этой его черте он всегда умел ставить самые существенные вопросы и затем быстро отвечать на них с помощью самых простых, но адекватных для решения поставленной задачи экспериментов.

«Аппаратурной эстетикой» ученый совершенно не увлекался. Единственное, чего он требовал от своих экспериментальных установок, – чтобы они действовали так, как он наметил. Однажды Разетти стал критиковать Ферми за то, что он изготовил некрасивую установку. «Но она работает», – заметил Ферми. Теперь уже рассерженный Разетти наступал: «Энрико, в экспериментальной работе ты способен на недостойные поступки! Посмотри на этот электрометр Эдельмана… – Разетти имел в виду блестящий, хромированный, нарядный и прекрасный прибор, бывший в глазах членов группы символом технического совершенства. – Если бы ты считал, что для получения некоторых сведений его следует смазать «куриной кровью»[37], ты бы сделал это. А я не способен на такой поступок, даже если бы был уверен, что это даст мне Нобелевскую премию. Признайся, Энрико, что ты бы так сделал». И Ферми, который высоко ценил экспериментальный талант Разетти, спокойно ответил: «Конечно, я выкупал бы все наши электрометры в куриной крови, если бы это помогло узнать что-нибудь существенное».

В 1935 году, через несколько месяцев после начала экспериментов, Ферми и его сотрудники обнаружили, что если нейтроны замедлить, пропуская через воду и парафин, то они более эффективно инициируют ядерные реакции. Замедление нейтронов обусловлено их столкновениями с ядрами водорода (протонами), в больших количествах содержащимися в этих средах. При столкновениях нейтронов и протонов значительная часть энергии нейтронов теряется, так как массы этих частиц почти равны. Столь же значительная передача энергии наблюдается при столкновениях бильярдных шаров с одинаковыми массами.