Lise Meitner

Lise Meitner

Borisas Дружинин
"Quantic" № 10, 2016

1946 metais, pasak Moterų nacionalinio spaudos klubo JAV, Lisa Meitner tapo metų moteriu. Kas ji yra Pop dainininkė ar kino aktorė? Grožio karalienė? Ne Valstybe? Ne, taip pat. Taigi kas yra ji, Lisa Meitner?

Kosmetikos fizika

Lise Meitner Vienoje. 1906 m

Lisa gimė 1878 m. Lapkričio 7 d. Austrijos sostinėje Vienoje. Moterų gimnazijoje Liza akivaizdžiai viršijo savo klasio mokyklas tiksliuose moksluose: aritmetikoje, algeboje, o vėliau – chemijoje ir fizikoje. Tačiau viskas pasidarė taip sklandžiai – jos laboratoriniai darbai to negalėjo padaryti. Jis maišina reagentus, tada pertraukia mėgintuvėlį arba net trumpą jungtį.

Baigusi mokyklą, nepaisant laboratorinių nesėkmių, Lisa Meitner nusprendė tapti mokslininku ir 22 metų amžiaus įstojo į Vienos universitetą. Ji buvo stebuklingai pasisekė. Liudvikas Boltzmanas universitete dėstė fiziką. Jis buvo molekulinės-kinetikos dujų teorijos tėvas. Jis netrukus pastebėjo Lizos sugebėjimus ir pradėjo atskirti ją tarp kitų studentų. Kaip teorinis fizikas, Boltzmannas buvo linkęs į savo laboratorines problemas ir daugiausia atsižvelgė į teorines problemas. Ir gavo savo kelią.

1905 m. Lisa Meitner apgynė disertaciją fizikoje ir gavo "Ph.D." laipsnį. Jūs sakote: "Kas yra tokie ypatingi?" Ypatingas dalykas yra tas, kad iki to laiko tik kelios moterys apgynė fizinę ir matematinę disertaciją. Prieš 30 metų mūsų tautietis Sofia Kovalevskaja gavo daktaro laipsnį. Prieš keletą metų prieš Meitnerą apgynė Maria Sklodowska-Curie.

Pagrindinis Vienos universiteto pastatas. Nuotrauka: Josefas Kotulichas, "Wikimedia"

Pasimėgaudamasis smalsumas sakė, kad Lise Meitneris Berlyno universitete skaitė svarbią paskaitą, o vienas laikraštis paskelbė pranešimą apie tai. Pasakos "Kosmoso fizikos problemos" pavadinimas tam tikram žurnalistui moteriai atrodė neįsivaizduojamas ir paskelbtas laikraštis "Kosmetikos fizikos problemos".

Berlyno atvykimas

Otto Gan ir Lise Meitner laboratorijoje

Apsaugodamas disertaciją, Meitneras persikėlė į Berlyno universitetą, kur jo mentorius buvo dar vienas puikus mokslininkas, kvantinės fizikos tėvas Max Planckas. Lucky Lisa iš didžiųjų fizikų. Po 20 metų, 1926 m., Meitner tapo Berlyno universiteto profesoriumi. Ji buvo pirmoji moteris Vokietijoje, siekianti tokio aukštumo mokslo srityje.

Čia Lisa patenkino Otto Gana. Pažintis pasirodė esąs labai vaisingas. Kodėl? Puikus teorinis fizikas, Boltzmano ir Planko mokinys, ir puikus eksperimentinis chemikas – "meistras". Jie dirbo kartu daugiau nei 30 metų ir padarė daug atradimų. Pirmoji tikrai didžioji sėkmė buvo jiems 1917 metais. Po daugybės subtilių eksperimentų jie atrado pirmąjį ilgalaikį protaktino izotopą. Jų ilgalaikis bendradarbiavimas galų gale karūnavo Nobelio premiją, bet daugiau apie tai vėliau.

Kaiser Wilhelm institutas, kur nuo 1912 iki 1938 m. Meitneris ir Ganas dirbo kartu

Transuranio lenktynes

Įdomus ir laimingas laikas fizikams sutapo su XX a. Pradžia. Paslaptingi Wilhelmo Roentgeno rentgeno spinduliai ir Antoine Becquerelio paslaptinga radioaktyvumas sukėlė mokslininkus. Maxas Planck pasiūlė kvantavimo idėją, o naudojant ją Albertas Einšteinas paaiškino foto efektą. Jeanas Perrinas pasiūlė planetinį atomo modelį, o eksperimentiniu būdu jį patvirtino Ernestas Rutherfordas. Šio modelio nenuoseklumas su klasikinės fizikos įstatymais Nielsas Bohras sušvelnino jo kvantinę mechaniką. Kai kurios tamsios kvantinės mechanikos vietos apšvietė Louis de Broglie bangų dalelių dualumo idėją.

Enrico Fermi

1932 m. Atidarius Jamesą Chadwicką, neutronas buvo nedelsiant pritvirtintas prie korpuso. Enrico Fermi pasiūlė tokią branduolinių reakcijų schemą. Būtina apšvitinti bet kurią medžiagą su neutronų srautu. Kai neutronas užfiksuotas šios medžiagos atominiu branduoliu, galimas tokio ar kito neutrono išskaidymas į elektroną, protoną ir neutriną (β-plyšimas), todėl branduolinis uzdegimas padidėja vienu. Ir tai jau branduolys ateinančio periodinio lentelės elemento atomo. Natūralu, kad nėra įdomu tokiu būdu gauti jau žinomų elementų. Bet kas, jei bandysite apšvitinti uraną ir gauti elementus, kurių nėra gamtoje?

Šią idėją patiko fizikai visame pasaulyje. Ir lenktynėse prasidėjo transuraninė (po periodinės lentelės po urano) elementai. Italai pakaitomis vadovavo Ferma, vadovaujama Rutherfordo, britų, prancūzų, vadovaujama sutuoktinių Joliot-Curie. JAV, Edwin Macmillan ir Glenn Seaborg vedė lenktynes, Vokietijoje Gan ir Meitner. Be moksliniu požiūriu, taip pat buvo siekiama Nobelio premijos. "Rutherfordas" jau turėjo prizą, o likusieji greitai jį gavo. Visi, išskyrus Lisa Meitner.

Idėja Ida Noddak

Ida Noddak

Jau toje pačioje 1932 m. Ganui ir Meitneriui ir nepriklausomai nuo jų Fezer ir Harkins atliko branduolines reakcijas dalyvaujant neutronams, tačiau jie negavo transuraninių elementų ir neatsižvelgė į radioaktyvumą. Po dvejų metų Enrico Fermi dėl neutronų poveikio atrado dirbtinį radioaktyvumą. Jis pasiūlė, kad tai yra transuraninio elemento radioaktyvumas.

Viskas būtų gerai, bet vokiečių Ida Noddak parodė, kad Fermi argumentai nėra įtikinami. Be to, ji padarė gana neįtikėtiną prielaidą. Remdamasis Fermi eksperimentų rezultatais, ji paaiškino šiuos eksperimentus pastebėtą radioaktyvumą: "Galima manyti, kad urano branduoliai suskaido į keletą fragmentų, kurie yra jau žinomų elementų radioaktyvūs izotopai".

Ida Noddak nepateikė jokių eksperimentinių įrodymų ar teorinio pagrindimo. Be to, ši hipotezė prieštaravo bendroms tuo metu branduolinių fizikų idėjoms – buvo manoma, kad toks mažas energijos neutronas negalėjo padalinti branduolio atomo. Fermis šaltai kritikavo jo darbą. Palaikė jį ir Otto Ganą.Ironiška, kad tai buvo Ganas, kuris vėliau sukūrė eksperimentus, kurių rezultatai parodė branduolio dalijimąsi.

VII Solvay kongresas "Atominio branduolio struktūra ir savybės", 1933

Goodbye Germany!

1933 m. Vokietijoje priėjo naciai. 1938 m. Vokietija prijungė Austriją, o "Meitner" prarado apsaugą, kurią suteikė Austrijos pilietybė. Ir nors 1908 m. Lisa Meitneras buvo pakrikštytas, virto liuteroniškumu, ji, kaip žydė, gyveno Vokietijoje, tapo pavojinga. Prieš savo mokslo pasiekimus Trečiojo Reicho vadovai nesirūpino.

Lise Meitner su moksleiviais Bryn Mohr kolegijos chemijos katedroje Pensilvanijoje

Su draugais Lisa Meitner sugebėjo perkelti į Olandiją, tada į neutralią Švediją. Čia ji pradėjo dirbti Nobelio Karališkuoju Institutu. Jis vadovavo institutui Karlas Mannas Sigbanas, puikus fizikas, Nobelio premijos laureatas. Tačiau jis buvo labai šaltas Meitneriui: jis nepateikė jai reikalingos įrangos eksperimentams (laboratorijoje net nebuvo omų, reostatų ir kondensatorių), nemokėjo pinigų, o instituto ataskaitose jis nurodė, kad jis yra laisvai samdomas darbuotojas.Bet Meitner toliau dirbo. Ji gyveno iš Karališkosios mokslų akademijos suteiktos lėšos, kuri buvo panaši į laboratorijos asistento atlyginimą.

Ir vis dėlto jis yra padalintas!

Pierre ir Marie Curie

Kaip greitai skrenda laikas! Atrodo, kad visai neseniai jaunieji mokslininkai Maria ir Pierre Curie studijavo naujai atrastą reiškinį – radioaktyvumą. Jie neturėjo laiko pažvelgti atgal, ir jau jų dukra Irene apšvitina uraną neutronų srautu, norėdama gauti transuraninį elementą. Viename iš straipsnių ji pranešė, kad kartu su serbų Pavelu Savicu ji atrado elementą į urano apšvitinimo produktus, panašius į jo savybes, kaip ir lantanas. Iš kur jis atvyko?

Frederikas ir Irene Joliot-Curie

Būtent tada Otto Gunas labai nusijuokė. "Panašus?!" Žinoma, fizikai negali apsieiti be chemikų. Faktas yra tas, kad medžiagos, panašios į lantanas, atomų, buvo tik keletas dalių ir jų cheminės savybės buvo nustatytos, reikėjo atlikti labiausiai subtilus tyrimus. Ar fizikai tai gali?

Tačiau 1938 m. Gruodžio 18 d. Otto Ganas ir Fritzas Strassmannas, kurie po kelių eksperimentų rasta tą patį lantanas urano ir net bario apšvitinimo produktuose. Ir ne kažkas "panašus į lantanas", būtent lantanas ir baris.Vokiečiai bijojo tikėti savimi. Jie apšvitina sunkų uraną su neutronais, tačiau dėl kokios nors priežasties jie gauna vidutinio svorio elementus? Jie buvo supainioti.

Tai tapo bloga Gana be Meitnerio. Jis negalėjo suprasti, iš kur atsirado lantanas ir baris. Tada jis slaptu draugais išsiuntė kelis laiškus Lisa. Ji kartu su savo sūnėnais Otto Frisch atliko tinkamus skaičiavimus – žinoma, fiziko požiūriu. Meitneris įtikinamai įrodė Ganą, kad Ida Noddak neklydo – lantanas ir baris atsirado dėl urano branduolio dalijimosi.

Siaubinga galia

Lies Meitnerio paminklas Berlyno Humboldto universiteto šlovės kieme (skulptorė Anna Francis Schwarzbach, 2014 m.)

Meitneris ir Frischas ne tik galėjo tinkamai pagrįsti Gano ir Strassmanno rezultatus, bet ir įvertino energiją, išleidžiamą vieno urano branduolio – 200 milijonų elektronų – išsiliejimo metu, tai yra kelis milijonus kartų daugiau nei cheminėmis reakcijomis!

"Meitnerio" ir "Frisch" leidimas sukėlė eksperimentų bangą visame pasaulyje, parodydamas, kad urano branduolys iš tikrųjų dalijamasi ir kad tarp fragmentų greta lengvesnių elementų branduolių gali būti keletas daugiau neutronų, kurie savo ruožtu gali suskaidyti kitus branduolius.Ir tai yra grandininė reakcija – didžiulės galios sprogimas! Tuo metu paaiškėjo, kaip branduolinę energiją galima panaudoti naikinantį branduolinį ginklą.

Kartu ir atskirai

Otto Gahn paskelbė straipsnių rinkinį, kuriame jis apibūdino eksperimentus ir pateikė savo rezultatus. Tarp autorių nebuvo Lisa Meitnerio, jos vardas net nebuvo paminėtas: Ganas toliau dirbo Vokietijoje, ir buvo pavojinga paminėti žydą kaip bendraautorį.

Meitner paskaitas Katalikų universitete Amerikoje. Vašingtonas, 1946 m

Norėdamas neleisti šešėlio į Ganą, Meitneras taip pat buvo priverstas savo knygose neminėti savo vardo. Taigi jie padalijo darbo rezultatus: Haanas apibūdino eksperimentų cheminę sudėtį, o "Meitner" apibūdino fizinį.

Oto Ganas pirmojo pasaulinio karo metu buvo įkurtas į kariuomenę metus ir tarnavo specialiame cheminio ginklo kūrimo skyriuje, nors jis puikiai žinojo, kokiu būdu jis galėtų būti naudojamas. Tačiau Lisa Meitner, gavusi pasiūlymą persikelti į Jungtines Valstijas dirbti Manheteno projekte, kuriame mokslininkų grupė siekė įveikti Vokietiją kurdami atominius ginklus, atsisakė, sakydama, kad nenorėjo pagaminti bombos.

Po pertraukos, susijusios su karu, Nobelio komitetas atkūrė darbą. O 1945 m. Otto Ganas gavo chemijos premiją "Už atradimą sunkiųjų branduolių suskaidymo". Dėl tam tikrų priežasčių Lisa Meitner nebuvo apdovanotas, tačiau be jos Gana būtų nepavykusi.

Memorialinė plokštelė Lise Meitneriui ir Otto Ganai vienoje iš Berlyno gatvių

Ilgai laimingai

Po kelerių metų po karo britai pakvietė "Meitner" dirbti Kembridže, ir pagaliau atsikratė Sigbano "palatos". Darbas Kembridže yra labai vaisingas, ji laimėjo Enrico Fermi apdovanojimą ir Max Plancko medalį. Ir fizikai, apdovanoti tokiu medaliu, yra daug mažiau nei Nobelio premijos laureatai. Neatsitiktinai 109-asis periodinės lentelės "Meitnerium" elementas yra pavadintas dėl moters, fiziko Lisa Meitnerio, ir šis pagyrimas suteikiamas keliems neįvykdytiems mokslininkams.

Lisa Meitner mirė Kembridže, tik kelias dienas prieš savo 90-ąjį gimtadienį.


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: