Олег Фейгин - Цепная реакция. Неизвестная история создания атомной бомбы
В апреле 1912 г. Эренфест разослал оттиски статьи, напечатанной в Математической энциклопедии, разным ученым, в том числе и Хендрику Лоренцу. 20 апреля 1912 г. тот прислал ему письмо, в котором дал высокую оценку статье и задал вопрос о том, где он сейчас работает и как складывается его судьба.
Эренфеста несколько удивила подобная озабоченность, но в следующем письме Лоренц разъяснил смысл своих вопросов. Он собирался оставить ординарную профессуру по кафедре теоретической физики Лейденского университета и подыскивал себе преемника. «Я подумал также и о Вас», – писал Лоренц. В результате Эренфест принял это предложение, и состоялось его избрание профессором кафедры теоретической физики Лейденского университета. Эту должность Эренфест занимал 21 год, вплоть до своей трагической гибели 25 сентября 1933 г.
В Лейдене Эренфест организовал семинар, на котором обсуждались важнейшие вопросы развития квантовой теории, математической и статистической физики. Его посещали многие видные ученые Европы и Америки, включая Эйнштейна и Бора. В Лейденском университете возникла научная школа Эренфеста, основные направления исследований которой захватывали обоснование квантовой физики, статистической механики, теории относительности и теории фазовых переходов. В квантовой механике Эренфест сформулировал теорему о средних значениях квантово-механических величин, разработал метод адиабатических инвариантов и совместно с Р. Оппенгеймером исследовал статистические свойства атомных ядер, выведя теорему Эренфеста – Оппенгеймера. Все это привело его к гипотезе о недостаточности существовавшей в то время протонно-электронной модели ядерного строения для объяснения экспериментальных результатов.
Последние годы жизни Эренфест страдал тяжелой депрессией, вызванной сомнениями в собственных творческих силах, и под влиянием сложных семейных проблем покончил с собой.
Макс Борн (1882–1970)Выдающийся немецкий физик-теоретик, лауреат Нобелевской премии по физике «за работы в области квантовой механики» (1954 г). Родился в немецком городе Бреслау в семье профессора анатомии местного университета. В 1901 г. после поступления в университет Бреслау на инженерно-физический факультет заинтересовался математической физикой и в 1904 г. перешел в Геттингенский университет, где обучался у выдающихся математиков Д. Гильберта, Ф. Клейна, Г. Минковского. В 1905 г. под руководством Гильберта защитил докторскую диссертацию по теории устойчивости упругих тел. Впоследствии под влиянием работ Д. Д. Томсона, А. Эйнштейна и Г. Минковского занялся поиском новых методов вычисления массы электрона, а также исследованиями свойств кристаллов и теорией температурной зависимости теплоемкости в физике кристаллического состояния.
В 1915 г. Борн занял должность ассистент-профессора теоретической физики в Берлинском университете на кафедре М. Планка. В Берлине, продолжая исследования кристаллов, приступил к построению математических основ квантовой теории с целью обобщить все квантовые эффекты в микромире. В 1926 г. Борн вместе со своими ассистентами В. Гейзенбергом и П. Йорданом создал один из вариантов математических основ квантовой физики, дав статистическую интерпретацию волновой пси-функции Шредингера и выяснив, что квадрат амплитуды волновой функции равен вероятности нахождения микрочастицы в данной точке пространства. Им также были разработаны методы решения квантовомеханических задач о рассеивании частиц друг на друге и введено понятие квантовомеханического оператора, оказавшееся важнейшим в квантовой физике высоких энергий. В тот же период Борн разработал основы квантовой химии и теорию строения двухатомных молекул.
В 1933 г. эмигрировал в Кембридж, а в 1936 г. занял пост профессора натурфилософии в Эдинбургском университете, где преподавал и проводил научную работу до самой своей отставки в 1953 г. В 1948 г. был награжден медалью Макса Планка Германского физического общества. После отставки Борн вернулся в Геттинген, где продолжил научные исследования, готовя свои многочисленные труды к публикации. В последние годы активно занимался общественной деятельностью, выступая с лекциями и заявлениями о необходимости запретить создание ядерного и прочего оружия массового уничтожения.
Нильс Хенрик Давид Бор (1885–1962)Великий датский физик, один из основателей квантовой теории атома, родился в Копенгагене, в семье известного профессора-физиолога. Уже на защите магистерской диссертации в Копенгагенском университете он выделился своей работой, посвященной исследованию поверхностного натяжения жидкостей, которая считается своеобразным гидродинамическим эталоном. Новоиспеченный магистр был награжден эту работу Золотой медалью Академии наук Дании и обратил на себя внимание многих датских физиков. Это было первое и последнее экспериментальное исследование молодого ученого, после чего он всецело переключился на теоретическую физику, которой и посвятил всю свою оставшуюся жизнь.
В первую очередь Нильс Бор занялся проблематикой, связанной с нарождавшейся атомной физикой. Тема его докторской диссертации была связана с поведением электронов в металлах. В 1911 г. молодой доктор отправился в Англию для стажировки в кембриджской лаборатории первооткрывателя электрона Д. Д. Томсона. Затем он переехал в Манчестер, где влился в группу Эрнеста Резерфорда, экспериментально подтвердившего наличие положительного атомного ядра. Там ему удалось всего за несколько месяцев создать знаменитую модель атома Бора – Резерфорда, положившую начало современному пониманию субатомного мира.
Новая планетарная модель атома быстро завоевала признание физиков, позволяя объяснить многие трудности в интерпретации атомных спектров, а сам Бор занял должность профессора в Копенгагенском университете. Через три года датское правительство приняло решение о строительстве для него знаменитого Института теоретической физики в Копенгагене, ставшего на долгие годы главным центром европейских теоретиков. Все более-менее крупные разработчики квантовой физики побывали там, работая вместе с Бором. Там же родилась так называемая копенгагенская интерпретация, которая послужила основой для последующего развития квантово-механической теории.
В 1922 г. Бор стал лауреатом Нобелевской премии по физике «за создание теории строения атома». В 30-е гг. он расширил тематику своего института за счет изучения новой области – ядерной физики, а также занялся теоретическим моделированием процессов ядерного распада урана и разработкой ядерного реактора и атомной бомбы. Вскоре после начала Второй мировой войны ученый нелегально эмигрировал из оккупированной Дании в Британию, а затем – в США, где участвовал в «Манхэттенском атомном проекте» по разработке ядерного оружия.
В 1939 г. началась Вторая мировая война, а в 1940 г. Дания была оккупирована гитлеровцами. К этому времени уже началась работа по осуществлению цепной реакции деления. В 1942 г. в США под руководством Ферми был построен первый реактор и развернулась работа по созданию атомной бомбы. Пребывание Бора в оккупированной гитлеровцами Дании стало опасным, и осенью 1943 г. он выехал в Швецию, а 6 октября 1943 г. его на самолете вывезли в Англию. Затем Бор уехал в США, где принял участие в работе над проектом атомной бомбы в Лос-Анджелесе, где он жил под именем Николса Бейкера.
По окончании войны в августе 1945 г. Бор вернулся в Данию. Мир уже знал об атомной бомбе, разрушившей Хиросиму и Нагасаки. С этого момента и до конца жизни проблема предотвращения атомной войны волновала Бора. Он принял участие в работе первой Женевской конференции по мирному использованию атомной энергии. В 1957 г. ему была присвоена первая премия «Атом для мира».
В 1961 г. Бор приехал в Советский Союз, где посетил Объединенный институт ядерных исследований в Дубне, Физический институт Академии наук в Москве, Московский и Тбилисский университеты. 18 ноября 1962 г. он скоропостижно скончался.
Эрвин Шредингер (1887–1961)Австрийский физик-теоретик, один из создателей квантовой физики. Родился в Вене, в семье богатого промышленника, получил хорошее домашнее образование, позволившее ему легко поступить в Венский университет. Еще на младших курсах Шредингер посещал лекции по теоретической физике, защитив по окончании университета докторскую диссертацию именно по данной специальности.
После Первой мировой войны Шредингер обосновался в Цюрихе, где и разработал теорию волновой механики, поныне остающуюся фундаментальной основой современной квантовой теории. В 1927 г. принял кафедру теоретической физики Берлинского университета, заменив ушедшего на покой Макса Планка. В 1933 г. эмигрировал в Великобританию, получив место профессора Оксфордского университета, и в том же году стал лауреатом Нобелевской премии по физике вместе с Полем Дираком за разработки новых перспективных форм атомной теории[48].
