Александр Фомин - 100 знаменитых ученых
Гениальный ученый скончался в возрасте 75 лет 12 апреля 1971 года в Москве.
После его смерти один из кратеров Луны был назван в его честь, как и созданный им теоретический отдел Физического института АН СССР, которым Тамм руководил до конца жизни.
ЖОЛИО-КЮРИ ИРЕН
(1897 г. – 1956 г.)
Знаменитый французский физик и радиохимик, активный политический и общественный деятель Ирен Жолио-Кюри родилась 12 сентября 1897 года в Париже. Ее родителями были известные ученые Пьер Кюри и Мария Склодовская-Кюри.
В возрасте восьми лет она потеряла отца – 19 апреля 1906 года Пьер Кюри был раздавлен колесами кареты. Поскольку большую часть времени мать проводила в исследовательских лабораториях, воспитанием Ирен и ее младшей сестры Евы занялся дед по отцовской линии Эжен Кюри. Он добровольно помогал революционерам в 1848 году и участникам Парижской коммуны 1871 года. Его либеральные социалистические взгляды оказали огромное влияние на политические убеждения Ирен.
Интерес к точным наукам у Ирен проявился уже с самого детства. Мария Склодовская-Кюри вместе со своими друзьями-учеными организовала школьные уроки для своих детей. Ирен изучала математику у Поля Ланжевена, химию в лаборатории Сорбонны под руководством Жана Перрена, физику в Парижской школе физики у своей матери. Мало кто в те времена мог похвалиться такими учителями.
После нескольких лет такой учебы Ирен поступила в колледж Севинэ, намереваясь стать бакалавром наук и продолжить свою научную карьеру. К тому времени она уже была разносторонне образованной девушкой, учителя развили огромные способности, которые были заложены в ней. По окончании колледжа Ирен продолжила свое образование в Парижском университете (Сорбонне), но ей пришлось прервать учебу из-за войны.
В годы Первой мировой войны Мария Склодовская-Кюри сконструировала первый передвижной рентгеновский кабинет. Мать и дочь переезжали из одного госпиталя в другой. Через некоторое время Мария Кюри разрешила семнадцатилетней дочери самостоятельно устанавливать рентгеновские установки, вести занятия для врачей и техников-рентгенологов, делать рентгенограммы.
По окончании войны в 1918 году Ирен начала работать ассистентом-исследователем в лаборатории своей матери в Институте радия в Париже.
Окончив в 1920 году Сорбонну, Ирен приступила к работе над докторской диссертацией. В 1921 году она начала свои самостоятельные исследования в Институте радия. Первые ее опыты были связаны с альфа-излучением полония – радиоактивного элемента, открытого около 20 лет назад ее родителями. Ирен обобщила результаты своих экспериментов в докторской диссертации, которую блестяще защитила в 1925 году.
В своей работе Ирен изучала радиацию, поскольку она была связана с расщеплением атома, и молодая женщина-ученый хотела выяснить его структуру. Также она изучала флуктуацию и исследовала скорость альфа-лучей полония методом одновременного наблюдения очень большого числа путей альфа-частиц в камере Вильсона. По результатам исследований Ирен произвела обширную статистическую обработку данных, в которой теоретически объяснила статистику отклонений от средней величины пробега.
В этом же году она познакомилась с лаборантом Института радия Фредериком Жолио, за которого вышла замуж в следующем 1926 году. Начиная с этого момента все дальнейшие научные исследования, политические и общественные деяния супруги, принявшие решение объединить свои фамилии, проводили вместе.
В 1927 году у них родилась дочь Элен Жолио-Кюри-Ланжевен, а несколько позже – сын Пьер.
Начиная с 1928 года Ирен и Фредерик начали систематически изучать ядерные реакции, происходящие при облучении ядер легких элементов альфа-лучами полония. В этом году была издана их первая совместная работа «О числе ионов, создаваемых в воздухе альфа-лучами радия С1».
В 1930 году немецкий физик Вальтер Боте обнаружил, что при бомбардировке альфа-частицами некоторых легких элементов (среди них бериллий и бор) появлялось жесткое гамма-излучение. Заинтересовавшись исследованиями Боте, супруги Жолио-Юори в 1931 году проделали аналогичный опыт, воспользовавшись особенно мощным источником полония для получения альфа-частиц. Применив для регистрации излучения сконструированный Фредериком чувствительный детектор с конденсационной камерой, ученые обнаружили, что в том случае, когда между бериллием (или бором) и детектором помещается пластинка водородсодержащего вещества, наблюдаемый уровень радиации увеличивается почти вдвое. Таким образом, они обнаружили, что кроме гамма-лучей имеются какие-то особые лучи, которые могут проникать сквозь большую толщу вещества и выбивать легкие ядра.
Хотя ни Ирен, ни ее муж сразу не поняли сути этого процесса, они продолжали исследования в данном направлении. Эффект выбивания отдельных атомов водорода с огромной скоростью они объяснили действием проникающей радиации.
В своих исследованиях 1919 года Эрнест Резерфорд показал возможность превращения атомного ядра азота в ядро кислорода после бомбардировки его альфа-частицами. Теоретически и практически было показано, что бомбардировка альфа-частицами позволяет осуществить ядерные реакции в большинстве легких ядер, но для тяжелых ядер она не приносит положительного результата, поскольку при увеличении атомного номера увеличиваются силы отталкивания между ядром и альфа-частицей. Поэтому для расщепления атомного ядра нужны частицы более мощные, чем альфа-частицы.
Хотя Резерфорд предсказывал их существование еще в 1923 году, открыты они были только в 1932 году Джеймсом Чедвиком. Этими снарядами были нейтроны – электрически нейтральные частицы. За свое открытие Чедвик был позже удостоен Нобелевской премии по физике. Его открытие открыло двери для многих физиков, которые продолжили исследования ядерных превращений.
Опираясь на открытия в 1932 году нейтрона Чедвиком и позитрона Карлом Д. Андерсоном, супруги Жолио-Кюри продолжили исследования и достигли своего самого значительного открытия.
Подвергая бомбардировке альфа-частицами бор и алюминий, они анализировали выход позитронов. После закрытия отверстия детектора тонкой пластинкой алюминиевой фольги ученые облучили образцы алюминия и бора альфа-частицами. При этом испускались позитроны, но даже после удаления полониевого источника альфа-частиц выход позитронов продолжался в течение нескольких минут. Таким образом, часть бора и алюминия в анализированных образцах превратилась в новые радиоактивные химические элементы – алюминий превратился в радиоактивный фосфор, а бор – в радиоактивный изотоп азота. Вот так ученые за пару минут получили новые радиоактивные элементы, созданные искусственным путем.
