Сторінки історії

Коли атом вирвався на волю

125 років тому народився Енріко Фермі - фізик, який стояв біля витоків ядерної ери

ЩЕ сто років тому атомна зброя здавалася фантастикою. Сьогодні слово «ядерний» для українців, на жаль, давно перестало бути ли-ше терміном із підручника.

29 вересня виповнюється 125 років від дня народження Енріко Фермі - одного з найвидатніших фізиків ХХ століття, лауреата Но-белівської премії та одного з творців ядерної ери. Саме під його ке-рівництвом відбулася перша в історії керована ланцюгова ядерна ре-акція. Це відкрило шлях до розвитку атомної енергетики, але водночас стало важливою ланкою на-укового шляху до створення ядерної зброї.

Фермі не створював атомну бомбу одноосібно. Проте його до-слідження нейтронів і ядерних ре-акцій стали важливою частиною знань, на яких будувалася ця зброя. А згодом той самий учений виступив проти створення ще по-тужнішої - термоядерної - зброї.

16 липня 1945 року в пустелі Нью-Мексико Фермі спостерігав перший ядерний вибух. Поки інші намагалися осмислити побачене, він дістав кілька клаптиків паперу. Перед приходом ударної хвилі ви-пустив їх із руки, а потім за відстанню, на яку їх відкинуло, приблизно оцінив потужність вибуху.

Це був Фермі: побачити, перевірити, порахувати. Але набагато складнішим виявилося інше питання - що робити із силою, яку людина навчилася вивільняти з атома?

Після смерті брата він поринув у науку

Енріко Фермі народився в Римі 29 вересня 1901 року в родині за-лізничного службовця Альберто Фермі та колишньої вчительки Іди де Гаттіс. У сім’ї було троє дітей.

Енріко особливо близьким був зі старшим братом Джуліо. Хлопці разом розбирали механізми, цікавилися технікою, намагалися зрозуміти, як усе працює. Але 15 січня 1915 року Джуліо помер під час операції через абсцес горла. Йому було лише 14 років. Енріко - 13.

Після смерті брата Фермі дедалі більше занурювався у фізику. Ще підлітком він самостійно ви-вчав складні наукові праці, будував гіроскопи, проводив досліди та на-магався вимірювати магнітне поле Землі.

Якось на книжковому ринку в Римі він знайшов об’ємний трактат із математичної фізики латинсь-кою мовою. Фермі взявся його вивчати й поступово опанував ма-теріал самостійно.

Його здібності помітив інженер Адольфо Амідеї, колега батька. У 17 років Фермі вступив до Вищої нормальної школи в Пізі. У 1922 році завершив навчання та отримав науковий ступінь із фізики.

Відтоді його стиль роботи май-же не змінювався: не довіряти припущенням, а перевіряти їх розрахунками й експериментом.

«Якщо не погоджуємося - звернімося до Папи»

У 1927 році 25-річний Фермі став професором теоретичної фізики Римського університету. Він розробив статистичний опис поведінки частинок, який згодом отримав наз-ву статистики Фермі - Дірака.

Але однієї теорії йому було мало. Енріко хотів бачити, як формули працюють у реальному експерименті. У Римі навколо нього зібралася група молодих фізиків. Вони працювали на вулиці Віа Панісперна, тому їх прозвали «хлопцями з Віа Панісперна». Самого Фермі колеги називали «Папою» - за його авторитет у групі. Якщо між ученими виникала суперечка, жартували: треба запитати Папу.

У 1934 році Енріко Фермі розробив теорію бета-розпаду й ра-зом із колегами почав досліджувати дію нейтронів на різні речовини. Під час цих експериментів учені по-мітили: якщо між джерелом нейтронів і досліджуваною речовиною поставити парафін, реакція стає значно сильнішою.

Фермі зрозумів: уповільнені нейтрони легше взаємодіють з атомними ядрами. Це спостереження стало одним із ключових результатів його досліджень.

У 1938 році Енріко отримав Но-белівську премію з фізики за до-слідження ядерних реакцій, спричинених повільними нейтронами, та відкриття нових радіоактивних елементів.

Проте навіть Фермі міг помилятися. Під час експериментів з ураном він припустив, що отримав нові, важчі за уран елементи. Насправді вчені були зовсім поруч із відкриттям поділу атомного ядра, але тоді цього ще не зрозуміли.

Нобелівська премія стала квитком з Італії

Коли в 1938 році Енріко отримав звістку про Нобелівську премію, йому було 37 років. Для вченого це стало світовим визнанням. Для його родини - ще й можливістю залишити Італію.

Дружина Енріко Лаура Капон походила з єврейської родини. У подружжя були донька Нелла та син Джуліо. 1938 року режим Беніто Муссоліні запровадив в Італії антисемітські расові закони, і родина опинилася під загрозою. Виїзд спланували так, щоб не викликати підозр. У грудні 1938 року родина вирушила до Сток-гольма - для отримання Нобелів-ської премії. 10 грудня Енріке Фермі прийняв нагороду з рук шведського короля, а після цього сім’я через Англію вирушила до США.

2 січня 1939 року вони прибули до Нью-Йорка. Невдовзі Енріко став професором Колумбійського університету.

Пізніше Лаура написала книжку «Атоми в родині» - спогади про життя з чоловіком, який увійшов в історію науки, але в побуті залишався простою, практичною людиною.

Тим часом із Європи до США надходили новини, які змінювали фізику. Вчені встановили, що ядро урану можна розщепити, вивільняючи енергію та нові нейтрони. З’явилася реальна можливість ланцюгової реакції.

А в Європі вже починалася війна.

«Італійський мореплавець досяг Нового Світу»

Восени 1942 року під західними трибунами стадіону Stagg Field Чиказького університету збудували незвичайну установку з графіту та урану - Chicago Pile-1. Мета експерименту була чіткою: довести, що ланцюгова ядерна реакція мо-же підтримувати сама себе й залишатися керованою.

2 грудня вчені почали поступово витягувати з установки керувальні стрижні, які поглинали нейтрони. Фермі стежив за показаннями приладів і звіряв їх із розрахунками. Того дня стало зрозуміло: реакція більше не згасає. Вперше в історії людина отримала керовану самопідтримувану ядерну реакцію.

Енріко керував експериментом, а після досягнення критичного ре-жиму установку зупинили.

Фізик Артур Комптон зателефонував одному з керівників Ман-геттенського проєкту Джеймсу Ко-нанту й передав умовну фразу: «Італійський мореплавець досяг Нового Світу». На запитання, як зустріли мореплавця місцеві жителі, відповів: «Дуже дружелюбно».

Після успішного експерименту вчені відкрили пляшку к’янті. На-лили вино в паперові стаканчики, а на солом’яній обгортці пляшки за-лишили свої підписи. Так, без фанфар і урочистих промов, було доведено: керованою ланцюговою реакцією можна отримувати енергію.

Це відкривало шлях до ядерних реакторів і атомної енергетики. Водночас ті самі знання могли бути використані для створення ядерної зброї.

Клаптики паперу

16 липня 1945 року Енріко Фермі опинився в пустелі Нью-Мексико, де відбулося випробування першої атомної бомби - Trinity.

Перед приходом ударної хвилі він знову провів свій незвичайний експеримент. Випустив із руки ма-ленькі шматочки паперу. Коли хви-ля пройшла, за відстанню, на яку їх відкинуло, приблизно оцінив потужність вибуху. За його оцінкою, вибух мав потужність близько 10 тисяч тонн у тротиловому еквіваленті. Піз-ніші розрахунки дали близько 19 кілотонн. Для такого простого по-льового вимірювання оцінка Фермі була напрочуд близькою.

Енріко був одним із ключових учених Мангеттенського проєкту. Водночас називати його одноосібним «творцем атомної бомби» неправильно. Створення зброї ста-ло результатом роботи великої ко-манди фізиків, інженерів, військових та інших фахівців.

У червні 1945 року Енріко Фер-мі разом з Артуром Комптоном, Ернестом Лоуренсом і Робертом Оппенгеймером входив до наукової групи, яка розглядала питання можливого застосування нової зброї проти Японії. Розглядалася й ідея продемонструвати бомбу пе-ред японською стороною. Однак учасники групи дійшли висновку, що не можуть запропонувати технічно надійної демонстрації, яка гарантовано змусила б Японію капітулювати.

У підсумку 6 серпня атомну бомбу скинули на Хіросіму, а 9 серпня - на Нагасакі. Фермі не обирав цілі й не віддавав наказів про бомбардування. Але він був серед учених, які до цього обговорювали можливість воєнного застосування нової зброї.

«Небезпека для людства в цілому»

Після війни Енріко повернувся до Чиказького університету. Ви-кладав, працював зі студентами, займався фізикою частинок і космічних променів.

У 1949 році Радянський Союз випробував свою першу атомну бомбу. У США тим часом розгорнулася дискусія про створення термоядерної зброї - значно по-тужнішої за атомні бомби 1945 року. Фермі входив до Генераль-ного консультативного комітету Комісії з атомної енергії США. Разом із фізиком Ісидором Рабі він підписав окрему думку до звіту комітету, виступивши проти розробки термоядерної зброї.

У документі Фермі та Рабі наголошували, що така зброя, практично необмежена за руйнівною си-лою, становить «небезпеку для людства в цілому». Вони вважали, що починати таку програму суперечить фундаментальним етичним принципам.

Втім, історія була складнішою. Після рішення президента Гаррі Трумена продовжити роботи над термоядерною зброєю Енріко Фермі ще повертався до досліджень у Лос-Аламосі. Він працював над розрахунками, пов’язаними з цією програмою.

У житті поза лабораторією Фер-мі залишався таким самим принциповим. За спогадами його колеги Джорджа Вейла, коли знайомий запропонував допомогти його дружині Лаурі отримати дефіцитну посудомийну машину без черги, Фермі відмовився. Він вважав, що це буде несправедливо щодо лю-дей, які чекають своєї черги.

Влітку 1954 року Енріко Фермі ще їздив Європою, читав лекції, зустрічався з друзями та родичами. Пізніше того року лікарі виявили в нього рак шлунку. 28 листопада 1954 року Енріко Фермі помер у своєму будинку в Чикаго. Йому було 53 роки.

За дев’ять років до смерті він стояв у пустелі Нью-Мексико й че-кав ударної хвилі. Випустив із руки кілька клаптиків паперу й за їхнім польотом приблизно визначив силу першого атомного вибуху.

Фізичну силу Фермі вмів виміряти напрочуд просто й точно. Значно складніше виявилося виміряти відповідальність людини за силу, яку вона отримала…

За матеріалами відкритих джерел


Приєднуйтесь до нас у соцмережах та оперативно отримуйте найважливіші новини:

💙Telegram

💛Facebook


п»ї