Шрифт:
Закладка:
В соответствии с настоящим изобретением радиоактивные объекты получают путем бомбардировки соответствующих элементов нейтронами… Такие незаряженные частицы проникают даже в вещества, содержащие более тяжелые элементы, без потерь на ионизацию и вызывают образование радиоактивных веществ[893].
Это был первый шаг. Он был при этом шагом довольно-таки нахальным. У Сциларда были только теоретические основания полагать, что нейтроны могут вызывать искусственную радиоактивность. Он не проводил необходимых экспериментов. До сих пор такие эксперименты проводили только супруги Жолио-Кюри, а они использовали альфа-частицы. Но Сцилард имел в виду нечто большее, чем просто искусственная радиоактивность. Он имел в виду цепные реакции, производство энергии, атомные бомбы. Он еще не придумал методов достижения всего этого, которые можно было бы запатентовать. Он размышлял о том, какой или какие элементы могут испускать по два нейтрона на каждый захваченный нейтрон. В какой-то момент он решил, как он говорил впоследствии, «что было бы разумно систематически исследовать все элементы. Элементов было девяносто два. Но это, разумеется, потребовало бы долгой и скучной работы, так что я подумал, что сначала накоплю денег, закажу кое-какую аппаратуру, а потом найму кого-нибудь, кто будет просто сидеть и перебирать элементы один за другим»[894].
Такая задача вряд ли оказалась бы скучной. На самом деле у Сциларда просто не было возможностей для такой работы – ни лаборатории, которую он мог бы использовать, ни сотрудников, ни достаточной финансовой поддержки. «Эта идея цепной реакции не вдохновляла никого из физиков», – вспоминал он. Резерфорд его выгнал. Блэкетт сказал ему: «Слушайте, в Англии у вас с такими фантастическими идеями ничего не выйдет. В России могло бы. Если бы русский физик пришел в правительство и [сказал]: “Нам нужно получить цепную реакцию”, ему бы дали любые деньги и возможности, какие ему понадобились бы. Но в Англии вы этого не получите»[895]. Возможность систематического поиска неожиданностей при бомбардировке всех элементов подряд нейтронами Сциларду так и не представилась.
Зато она представилась Энрико Ферми и его группе молодых физиков, работавших в Риме. Ферми был к этому готов[896]. В его распоряжении было все, чего не было у Сциларда. Он так же быстро, как Сцилард, понял, что бомбардировка ядер нейтронами должна быть более эффективной, чем бомбардировка альфа-частицами. Это положение не было очевидным. Альфа-частицы использовались для производства нейтронов (этот же метод использовали Жолио-Кюри, когда пытались получить позитроны). В ядра попадали не все альфа-частицы, что соответствующим образом уменьшало количество получающихся нейтральных частиц. Как писал Отто Фриш, «как я помню, мне – как, вероятно, и многим другим, – эксперимент Ферми показался вначале довольно бессмысленным, потому что нейтронов было гораздо меньше, чем альфа-частиц. Разумеется, мы не учитывали того простого обстоятельства, что нейтроны действовали намного, намного эффективнее»[897].
Ферми был готов, потому что он к тому времени потратил более четырех лет на организацию лаборатории, специально предназначенной для крупного исследования в области ядерной физики. Если бы Италия была крупным центром физических исследований, он мог бы быть слишком занят, чтобы так тщательно распланировать будущую работу. Но, когда он пришел в итальянскую физику, она представляла собой безжизненные руины не хуже Помпей. У него не было выбора: ему нужно было расчистить обломки и начать все с начала.
Оба биографа Ферми[898] – его жена Лаура и его ученик Эмилио Сегре, ставший, как и он, лауреатом Нобелевской премии, – относят начало его приверженности физике к периоду психологической травмы, последовавшей за смертью его старшего брата Джулио зимой 1915 года, когда Ферми было четырнадцать лет. Между ними был всего год разницы в возрасте, и мальчики были неразлучны. Джулио умер во время несложной операции по удалению нарыва в горле, и Энрико внезапно осиротел.
Той же зимой юный Энрико бродил среди рыночных прилавков на римской площади Кампо-деи-Фьори, на которой стоит памятник Джордано Бруно, стороннику Коперника, сожженному там в 1600 году на костре по приговору инквизиции. Ферми нашел там подержанный двухтомник на латыни под названием Elementorum physicae mathematicae, «Элементы математической физики», сочинение физика-иезуита, изданное в 1840 году. Горюющий мальчик купил на свои карманные деньги книги по физике и принес их домой. Они настолько увлекли его, что он прочитал их залпом. Дойдя до конца, он сказал своей старшей сестре Марии, что даже не заметил, что книги были на латыни. «По-видимому, Ферми изучил этот трактат очень тщательно, – решил Сегре, просмотрев эти старинные тома много лет спустя, – потому что в нем были заметки на полях, исправленные ошибки и несколько обрывков бумаги с примечаниями, написанными почерком Ферми»[899].
Начиная с этого момента развитие Ферми-физика шло, за одним-единственным исключением, быстро и гладко. Между 1914 и 1917 годами его подростковыми математическими и физическими занятиями руководил друг его отца, инженер Адольфо Амидеи, дававший ему тексты по алгебре, тригонометрии, аналитической геометрии, математическому анализу и теоретической механике. Когда Энрико досрочно закончил лицей (он пропустил третий класс, сразу перейдя из второго в четвертый), Амидеи спросил его, чем он предпочел бы заниматься профессионально, математикой или физикой. Амидеи старательно и дословно записал ответ юноши на этот вопрос: «Я изучал математику с таким рвением потому, что считал это необходимой подготовкой для изучения физики, которой я намерен посвятить себя целиком и полностью… Я прочел все наиболее известные книги по физике»[900][901].
Тогда Амидеи посоветовал Ферми поступать не в Римский университет, а в Пизанский, потому что в Пизе он мог одновременно быть принят во всемирно известную Высшую нормальную школу, которая к тому же обеспечивала своих студентов пансионом. Одной из причин, по которым он дал такой совет, сказал Амидеи Сегре, было его желание дать Ферми возможность уехать из родительского дома, в котором «после смерти Джулио… царила чрезвычайно гнетущая атмосфера»[902].
Когда экзаменатор Нормальной школы увидел конкурсную работу Ферми на заданную тему – «Характеристики звука», – он был поражен. В ней, сообщает Сегре, Ферми «записывает
