Цепная реакция. Неизвестная история создания атомной бомбы

Гораздо проблематичнее выглядит роль Гейзенберга в германской программе разработки ядерного оружия в годы Второй мировой войны. В то время, когда большинство его коллег эмигрировали или вынуждены были бежать из страны под давлением гитлеровского режима, Гейзенберг возглавил германскую национальную ядерную программу. Под его руководством она всецело сконцентрировалась на постройке ядерного реактора, однако у Нильса Бора при его знаменитой встрече с Гейзенбергом в 1941 г. сложилось впечатление, что это лишь прикрытие, а на самом деле в рамках этой программы разрабатывается ядерное оружие.

Так что же произошло на самом деле? Действительно ли Гейзенберг умышленно и по велению совести завел германскую программу разработки атомной бомбы в тупик и направил ее на мирные рельсы, как он впоследствии утверждал? Или просто ученый допустил какие-то просчеты в своем понимании процессов ядерного распада? Как бы то ни было, Германия атомного оружия создать не успела. Как показывает блестящая пьеса Майкла Фрэйна «Копенгаген», эта историческая загадка, вероятно, даст достаточно материалов еще не для одного поколения беллетристов.

Поль Адриен Мориc Дирак (1902–1984)

Выдающийся британский физик родился в Бристоле. В 1921 г. с отличием окончил электротехнический факультет Бристольского университета и поступил в аспирантуру Кембриджского университета. Там он ознакомился с работами Гейзенберга по матричной механике и предложил свой оригинальный подход к квантовой проблематике, опубликовав серию статей в «Трудах Лондонского королевского общества». В 1926 г. защитил диссертацию на степень доктора философии и прошел годичную стажировку в копенгагенском Институте Нильса Бора и в Геттингене у Макса Борна.

В 1929 г., после ряда лет преподавания в Кембридже, Дирак прочитал в Висконсинском и Мичиганском университетах США свои знаменитые лекции по квантовой механике, послужившие основой для дальнейшего «дираковского курса основ квантовой физики». По возвращении в Англию был избран действительным членом Королевского общества (академиком), и в 1932 г. занял «ньютоновскую» кафедру физики Кембриджского университета. В 1933 г. вместе со Шредингером был удостоен Нобелевской премии по физике за создание квантовой механики. После отставки в 1968 г. преподавал в ряде университетов США.

Дирак разработал многие важные разделы математического аппарата квантовой механики: квантовую электродинамику, теорию поля, теорию элементарных частиц, статистическую физику. В конце 20-х гг. он применил принципы квантовой механики к электромагнитному полю, построив модель квантованного поля, чем заложил основы квантовой электродинамики. В этот же период вместе с Гейзенбергом Дирак выдвинул идею обменного взаимодействия. Ему удалось решить проблему релятивистского уравнения для электрона, введя понятие спина и объяснив тонкую структуру спектров атома водорода, вместе с эффектом Зеемана.

В начале 1930-х гг. Дирак выдвинул гипотезу о существовании элементарного унитарного магнитного заряда – монополя и антивещества как «зеркальной» материи, состоящей из античастиц. Дирак внес большой вклад в разработку квантовой статистики, получившей название «статистика Ферми – Дирака». В 1937 г. он высказал гипотезу об изменении гравитации во времени, а в 1960-х гг. разработал теорию мюона как колебательного состояния электрона и занимался проблемой квантования гравитационного поля.

Среди основных его трудов: «Принципы квантовой механики», «Развитие квантовой теории», «Спиноры в гильбертовом пространстве», «Общая теория относительности».

Джон фон Нейман (1903–1957)

Выдающийся американский физик-теоретик и кибернетик австро-венгерского происхождения. Родился в Будапеште в семье состоятельного банкира, учился в Австрии, Швейцарии и Германии. В 1930 г. эмигрировал в США и через три года приступил к научной работе в Принстонском институте перспективных исследований, предоставляющем ученым полную свободу выбора тематики научной деятельности. В институте фон Нейман встретился с Альбертом Эйнштейном и многими другими выдающимися теоретиками.

Во время Второй мировой войны ученый активно участвовал в осуществлении секретного американского атомного проекта «Манхэттен», целью которого было создание ядерного оружия, примененного впоследствии при бомбардировке японских городов Хиросима и Нагасаки. В тот же период фон Нейман принял участие еще в одном секретном военном проекте, включавшем создание электронно-вычислительного комплекса ЭНИАК. В ходе выполнения данного исследования и анализа конструкционных просчетов комплекса фон Нейман разработал логическую схему и архитектуру нового типа компьютерных систем. Впоследствии при его непосредственном участии был создан весьма успешный вариант компьютера, названный в его честь «ДЖОНИАК». Эта электронно-вычислительная система сыграла большую роль в успешном проектировании и сопутствующей обработке информации при реализации атомного проекта следующего поколения – во время создания водородной бомбы.