Novica o bombardiranju Hirošime in Nagasakija je v Ottu Hahnu, odkritelju cepitve urana, povzročila takšen šok, da so morali njegovi prijatelji zaradi strahu pred samomorom neprestano dežurati.
Otto Hahn se je rodil 8. marca 1879 v Frankfurtu-Mainu. Njegov oče je bil obrtnik, nato pa je postal lastnik majhne tovarne in poslanec mestnega sveta. Družina ni živela v revščini, a od štirih sinov je le najstarejši, Karl, lahko poslal v gimnazijo. Trije najmlajši in najmlajši, Otto, so hodili v poklicno šolo.
Gan se je kot najstnik začel zanimati za spiritualizem. Ko pa je prebral številne okultne spise, se je prepričal v njihovo nesmiselnost in se jim nikoli več ni vrnil. Morda je takrat razvil globoko nezaupanje do kakršnega koli špekulativnega znanja, ki kljubuje objektivnemu preverjanju. Gan je vse življenje ostal ravnodušen do metafizičnih in verskih vprašanj.
Njegovi pravi interesi so bili ugotovljeni pozno. Živ, iznajdljiv za potegavščine, Otto malo ni razmišljal o izbiri poklica. Za kemika se je odločil šele v višjem razredu, pod vplivom predavanj takrat slavnega raziskovalca M. Freunda.
Leta 1897 je Hahn vstopil na univerzo v Marburgu, leta 1901 je zagovarjal disertacijo iz organske kemije. Univerzi je sledila vojaška služba, za katero Otto ni pokazal niti najmanjše vneme. Kmalu po opravljeni službi se vodstvo ene od tovarn odloči, da bo za delo v tujini najelo dobro usposobljenega in lepo vzgojenega mladeniča. Leta 1904 je Hahn odšel v London, hkrati pa je nameraval študirati kemijo pri V. Ramsayju.
Ramsay je takrat proučeval radioaktivne elemente in naročil Ottu, naj iz barijeve soli pridobi močno pripravo radija. Izid poskusa je vnaprej določil vse nadaljnje dejavnosti Gane. Novopečeni novinec je nepričakovano zase in za svoje sodelavce odkril novo radioaktivno snov, ki jo je poimenoval radiotorij. Ko se je šest mesecev kasneje njegovo bivanje v Londonu končalo, je Ramsay predlagal, naj Ghan opusti delo v industriji in se v celoti posveti novemu, malo znanemu področju - radiokemiji. Tako se je začelo novo obdobje v življenju Otta Hahna, ki je še vedno tekel s tokom. Globoko v sebi, ker se je štel za samouka, se je pred vrnitvijo v Berlin odločil opraviti pripravništvo pri vodilnem raziskovalcu na področju radioaktivnosti E. Rutherfordu. Ottov odnos do znanosti je bil vedno brez lastnega interesa. Poleg tega je v teh letih brezplačno delal za Rutherford: ni bilo plač, potem pa pripravniki niso bili upravičeni do štipendije. Prvo zaposlitev za polni delovni čas je dobil pri 33 letih. Pred tem so ga starši in bratje podpirali, plačali so tudi stroške poskusov.
Rutherford je Gano sprejel sporazumno, vendar je izjavil, da ne verjame v obstoj radiotorija. V odgovor je Otto izvedel podobne poskuse z drugimi snovmi, ki oddajajo alfa delce, in odkril drugo snov - torij C, nato radioaktinij. V Montrealu blizu Rutherforda se je Hahn končno odločil, da se bo posvetil raziskavam radioaktivnosti. In bistvo ni toliko v tem, da se je tukaj spoznal s fizičnimi težavami in metodami, kot v komunikaciji z Rutherfordom. Briljantni, demokratični in pogosto hrupni Rutherford, niti najmanj podobni dostojanstvenim nemškim profesorjem, je postal Ottov ideal. Laboratorijsko okolje, resnost pri delu, svobodna razprava, neodvisnost presoje in odkrito priznavanje napak so postali vzor mlademu znanstveniku, k doseganju katerega je kasneje težil na svojem inštitutu.
Ko se je leta 1906 vrnil v Berlin, je Hahn vstopil v kemijski laboratorij Univerze v Berlinu pod nadzorom profesorja Z. Fischerja. Stari organski kemik, Fischer je veljal za najzanesljivejši instrument raziskovalca "svoj nos" in ne števec, ki beleži skrivnostne žarke. Po drugi strani pa se je Hahn hitro spoprijateljil s krogom mladih berlinskih fizikov. Tu, 28. septembra 1907, je on, iznajdljiv kemik, spoznal teoretično fiziko Lise Meitner. Od takrat so skupaj delali tri desetletja. Kombinacija Hahn-Meitner je postala ena najuspešnejših in najuspešnejših v atomskih raziskavah.
Otto Hahn in Lise Meitner
Leta 1912 se je Hahn preselil na novo ustanovljeni Kemijski inštitut Društva Kaiser Wilhelm (kasneje je Hahn postal direktor tega inštituta). Ottov rekord v preteklih letih je impresiven. Leta 1907 so odkrili nov element - mezotorij. Leta 1909 so bili izvedeni pomembni poskusi za proučevanje pojava odboja. Leta 1913 je ob sodelovanju Meitnerja odkril uran X2. Kljub briljantnemu delu je stara in utesnjena lesena delavnica služila kot prostor za laboratorij. In pot do akademske kariere za Gano je bila dolgo zaprta. Čeprav je bil leta 1910 napredovan v profesorja, radiokemija do leta 1919 ni bila med predmeti, ki so jih poučevali na nemških univerzah.
Avgusta 1914 je bila Gana vpoklicana v vojsko. Takrat potreba po boju ni povzročila nesoglasja z njegovo vestjo. Verjetno je na to vplival val nacionalističnih in lojalističnih občutkov, domača vzgoja, ki je absolutno povzdignila strogo izpolnjevanje dolžnosti do Kaiserja in naroda in morda romantično idejo vojne. V prvih mesecih vojne se je v Gani zbudilo brezbrižnost njegovih študentskih let, še posebej, ker njegov del ni neposredno sodeloval v sovražnostih. V začetku leta 1915 so ga prosili, naj začne razvijati strupene snovi, po kratkem obotavljanju pa se je strinjal in verjel v argumente o humanosti novega orožja, ki naj bi se bližalo koncu vojne. Enako je storila večina njegovih kolegov. (Res je, ne vsi: nemški kemik, Nobelov nagrajenec iz leta 1915 R. Willstatter je na primer zavrnil.) Šele kasneje je Otto z bolečino pripomnil: »V bistvu je bilo to, kar smo takrat počeli, grozno. Ampak to je bilo."
Kot lahko vidite, mu Otto in sodelavci niso očitali, saj so njegovo ustvarjalno življenje obravnavali kot verigo briljantnih uspehov, neprekinjen vzpon k resnici. Hahnovo kariero, po mnenju M. von Laueja (nemški fizik, dobitnik Nobelove nagrade), je mogoče "primerjati z krivuljo, ki se od najvišje točke - z odkritjem radiatorija - dviga vse višje - do odkritja mezotorij, doseže največ v trenutku odkritja jedrskega cepitve urana ".
Podobne poskuse je v Parizu izvedla Irene Curie.
Hahn, Meitner in mladi zaposleni Strassmann so preučevali več radioaktivnih izotopov, pridobljenih z bombardiranjem urana ali torija z nevtroni, in tako izboljšali eksperimentalno metodologijo, da so v samo nekaj minutah lahko izolirali želeni radioaktivni izotop. Organizirana tekmovanja. Meitner je v roki držal štoparico, Hahn in Strassmann pa sta vzela obsevani pripravek, ga raztopila, oborila, filtrirala, ločila oborino in jo prenesla na pult. V manj kot dveh minutah so naredili tisto, kar običajno traja dve do tri ure. Atomski lobisti sveta so vse, kar je nastalo v laboratoriju Hahn, menili za nesporno resnico, uporabili so terminologijo Hahn (mimogrede, izposojeno iz del D. Mendelejeva). Zdi se, da raziskave v treh največjih laboratorijih na svetu - v Berlinu, Rimu (Fermi) in Parizu - niso pustile nobenega dvoma, da so produkti razpadanja, ko je bil obsevan z nevtroni, vsebovali ek -renij in eka -osmij. Treba je bilo razvozlati poti njihovih transformacij, določiti razpolovne dobe. Ti elementi so veljali za transuranske. Res je, leta 1938 je Irene Curie v produktih razpadanja odkrila izotop, podoben lantanu, vendar v to ni imela dovolj zaupanja in je bila tik pred odkritjem cepitve urana - takega razpada, ki se je zdel nemogoč. Energija, ki je vezala protone in nevtrone v jedru atoma, je bila tako velika, da se je zdelo nemogoče predstavljati, da bi jo lahko premagal le en nevtron.
Kakšni so bili ti procesi v resnici? Malo kasneje so jih uredili, a za zdaj so v ospredje prišla politična vprašanja. Nevtrone in protone je bilo treba za nekaj časa pozabiti, vojaški pohodi in bojeviti govori niso slutili nič dobrega. Judovski ženski Lisi Meitner, avstrijski državljanki, so nemške oblasti po Anschlussu zavrnile potni list. Po nacistični zakonodaji prav tako ni imela pravice zapustiti Nemčije. Edini izhod zanjo je bil let. Hahn je prosil Nielsa Bohra za pomoč. Nizozemska vlada se je strinjala, da jo sprejme brez potnega lista. Lise je spakirala najnujnejše stvari in odšla v Nizozemsko "na dopust".
Zaskrbljenost in tesnoba v zvezi z Meitnerjevim odhodom sta Otta porabila skoraj celo poletje leta 1938. Prišla je jesen. Tiste jeseni, ko sta Hahn in Strassmann prišla do najpomembnejšega odkritja. Poskusi in teoretična iskanja so se nadaljevali. Odsotnost Meitnerja se je močno čutila: primanjkovalo je razumnega svetovalca in strogega sodnika, teoretika, ki bi izvajal zapletene izračune.
Fritz Strassmann
Hahn se je zatekel k indikatorski metodi. Večkrat so bili uporabljeni različni radioaktivni sledilci, vendar je bil rezultat enak. Radioaktivna snov, ki se je pojavila, ko je bil uran bombardiran s počasnimi nevtroni, je bila po lastnostih podobna bariju; s kemijsko metodo ga ni bilo mogoče ločiti od barija. Tako sta Otto Hahn in Fritz Strassmann dejansko odkrila cepitev uranovih jeder. Strassmann je imel takrat 37 let, Hahn pa se je pripravljal na praznovanje svojega šestdesetega rojstnega dne.
Članek je bil objavljen konec leta 1938. Hkrati je Hahn rezultate poskusov poslal Meitnerju v pričakovanju njene ocene. Novo leto je prineslo novo teorijo. Po njem bi se moralo jedro urana pri obsevanju s počasnimi nevtroni razdeliti na dva dela, na atome barija in kriptona. V tem primeru se med novonastalimi jedri pojavijo odbojne sile, katerih energija doseže dvesto milijonov elektron-voltov. To je ogromna energija, ki je ni mogoče dobiti v drugih procesih. Fizika si je izraz "cepitev" sposodila iz biologije, tako se protozoji razmnožujejo. Kolega in nečak Meitnerja Frischa, ki je nujno izvedel poskus cepljenja urana, je potrdil teorijo in se lotil pisanja članka.
Rezultati, ki sta jih dosegla Hahn in Strassmann, sta bila tako močno v nasprotju z mnenji najbolj avtoritativnih znanstvenikov, da sta sama raziskovalca zmedla. Hahnova pisma Meitnerju občasno vsebujejo besede "neverjetno", "nadvse neverjetno", "osupljivo", "fantastični rezultati". Za pravilen zaključek, ki je v nasprotju s takratnimi idejami, je Otto zahteval ne le prodornost, ampak tudi izjemen pogum. Gani so dali zaupanje v čistost poskusa, tj. v zanesljivosti dobljenih rezultatov.
Dogodki v nekaj dneh, ki so potekali v največjih znanstvenih središčih Združenih držav Amerike, bi lahko služili kot scenarij za vznemirljiv pustolovski film.
Ne zavedajoč se, da je treba odkritje Hahna, Strassmanna in Meitnerja skriti, najbližji sodelavec Bore Rosenfelda prispe v Princeton (ZDA) in se znajde na zabavi fizikov v univerzitetnem klubu. Zasipajo ga vprašanja: kaj je novega v Evropi? Rosenfeld govori o poskusih Hahna in Strassmanna ter o teoretskih zaključkih Meitnerja in Frischa. Na sestanku je prisoten uslužbenec podjetja Fermi; tisto noč se odpelje v New York, vdre v Fermijevo pisarno in sporoči novice. V nekaj minutah je Fermi začel razvijati projekt za prihajajoče poskuse. Najprej morate reproducirati proces cepitve jedra urana, nato pa izmeriti sproščeno energijo. Fermi spozna, kaj je zamudil pred petimi leti, ko je prvič bombardiral uran s počasnimi nevtroni.
Enrico Fermi
V podzemlju univerze Columbia se cepi uranovo jedro, ki se ne zaveda, da je Frisch že izvedel podoben poskus. Naglico (v naglici, da bi odkrili odkritje nekoga drugega) se za revijo "Nature" pripravlja sporočilo.
Ko izve za uhajanje informacij, je Bohr zaskrbljen, da bi kdo prehitel Meitnerja in Frischa. Potem se bodo znašli v položaju, da si prisvojijo odkritje nekoga drugega. Na konvenciji v Washingtonu Bohr izve, da so Fermijevi poskusi cepitve urana v polnem teku in pošlje telegrame v Kopenhagen Frischu, da takoj objavi rezultate poskusov. Naslednji dan se je pojavila nova številka revije s člankom Hahna in Strassmanna. Istega dne je prišla tolažilna novica - Frisch je članek poslal novinarjem. Zdaj je Bor miren in lahko vsem pove o cepitvi urana. Še preden je končal govor, je več ljudi zapustilo dvorano in skoraj steklo na Inštitut Carnegie, do močnega pospeševalnika. Treba je bilo takoj spremeniti cilje in raziskati cepitev uranovega jedra.
Naslednji dan sta bila Bohr in Rosenfeld povabljena v ustanovo Carnegie. Bohr je prvič videl postopek delitve na zaslonu osciloskopa.
Hkrati so v Parizu Joliot-Curies opazili razpad jedra urana in torija, ki so ta razpad označili za "eksplozijo". Frederickov članek se je pojavil le dva tedna po Meitnerjevem in Frischovem članku. Tako so v manj kot mesecu štirje laboratoriji (v Københavnu, New Yorku, Washingtonu in Parizu) cepili jedro urana in pokazali, da se sprošča ogromna energija. Toda malo ljudi je vedelo, da obstaja tudi peti laboratorij - na Politehničnem inštitutu v Leningradu, kjer se je razvijala tudi teorija cepitve urana.
Reference:
1. Gernek F. Pionirji atomske dobe. M.: Napredek, 1974. S. 324-331.
2. Konstantinova S. Razcepitev. // Izumitelj in inovator. 1993. št. 10. S. 18-20.
3. Templji Yu Fizika. Biografski priročnik. M.: Znanost. 1983. S. 74.
