La nouvelle des bombardements d'Hiroshima et de Nagasaki provoqua un tel choc chez Otto Hahn, le découvreur de la fission de l'uranium, que ses amis durent être de garde 24 heures sur 24 par peur du suicide.
Otto Hahn est né le 8 mars 1879 à Francfort-sur-le-Main. Son père était artisan, puis devint propriétaire d'une petite usine et député du conseil municipal. La famille ne vivait pas dans la pauvreté, mais des quatre fils, seul l'aîné, Karl, a pu les envoyer au gymnase. Les trois plus jeunes et le plus jeune, Otto, sont allés dans une école professionnelle.
Adolescent, Gan s'est intéressé au spiritisme. Mais après avoir lu de nombreux écrits occultes, il est devenu convaincu de leur insignifiance et n'y est jamais revenu. C'est peut-être alors qu'il a développé une profonde méfiance à l'égard de tout type de connaissance spéculative qui défie la vérification objective. Tout au long de sa vie, Gan est resté indifférent aux questions métaphysiques et religieuses.
Ses véritables intérêts ont été déterminés tardivement. Vivant, inventif pour les farces, Otto songeait peu au choix d'un métier. Il a décidé de devenir chimiste seulement dans sa classe supérieure, sous l'influence des conférences du célèbre chercheur M. Freund.
En 1897, Hahn entre à l'Université de Marburg, en 1901 il soutient sa thèse en chimie organique. L'université a été suivie par le service militaire, pour lequel Otto n'a montré aucun zèle. Peu de temps après le service, la direction de l'une des usines décide d'embaucher un jeune homme bien formé et bien élevé pour travailler à l'étranger. En 1904, Hahn se rendit à Londres, avec l'intention en même temps d'étudier la chimie avec V. Ramsay.
Ramsay à cette époque étudiait les éléments radioactifs et a demandé à Otto d'obtenir une forte préparation de radium à partir de sel de baryum. Le résultat de l'expérience a prédéterminé toutes les activités futures du Ghana. Le novice novice, de façon inattendue pour lui et ses collègues, a découvert une nouvelle substance radioactive, qu'il a appelée radiotorium. Lorsque six mois plus tard son séjour à Londres prit fin, Ramsay suggéra à Ghan d'abandonner son travail dans l'industrie et de se consacrer entièrement à un nouveau domaine peu connu: la radiochimie. Ainsi, une nouvelle période a commencé dans la vie d'Otto Hahn, qui flottait toujours avec le courant. Au fond, se considérant autodidacte, il décide d'effectuer un stage auprès du principal chercheur dans le domaine de la radioactivité E. Rutherford avant de retourner à Berlin. La relation d'Otto avec la science a toujours été libre d'intérêt personnel. De plus, ces années-là, il travaillait gratuitement pour Rutherford: il n'y avait pas de taux et les stagiaires n'avaient pas droit à une bourse. Il a obtenu son premier poste à temps plein à l'âge de 33 ans. Avant cela, ses parents et ses frères l'ont soutenu, ils ont également payé les coûts des expériences.
Rutherford a reçu le Ghana à l'amiable, mais a déclaré qu'il ne croyait pas à l'existence du radiotorium. En réponse, Otto a mené des expériences similaires avec d'autres substances émettant des particules alpha et a découvert une autre substance - le thorium C, puis le radioactinium. À Montréal, près de Rutherford, Hahn s'impose enfin dans la décision de se consacrer à la recherche sur la radioactivité. Et le fait n'est pas tant qu'il s'est familiarisé avec les problèmes physiques et les méthodes, qu'en communication avec Rutherford. Le Rutherford brillant, démocrate et souvent bruyant, pas du tout comme les dignes professeurs allemands, devint l'idéal d'Otto. Et l'environnement de laboratoire, le sérieux dans le travail, la libre discussion, l'indépendance de jugement et l'admission ouverte des erreurs sont devenus un modèle pour le jeune scientifique, auquel il aspirait plus tard dans son institut.
De retour à Berlin en 1906, Hahn entra au laboratoire de chimie de l'Université de Berlin sous la direction du professeur Z. Fischer. Ancien chimiste organique, Fischer considérait l'instrument le plus fiable d'un chercheur "son propre nez", et non un compteur enregistrant des rayons mystérieux. D'autre part, Hahn se lie rapidement d'amitié avec un cercle de jeunes physiciens berlinois. Ici, le 28 septembre 1907, lui, chimiste inventif, rencontre la physicienne théoricienne Lise Meitner. Depuis, ils ont travaillé ensemble pendant trois décennies. La combinaison Hahn-Meitner est devenue l'une des plus réussies et fructueuses de la recherche atomique.
Otto Hahn et Lise Meitner
En 1912, Hahn a été transféré à l'Institut de chimie nouvellement fondé de la Kaiser Wilhelm Society (plus tard Hahn est devenu le directeur de cet institut). Le bilan d'Otto au fil des ans est impressionnant. En 1907, un nouvel élément a été découvert - le mésotorium. En 1909, d'importantes expériences ont été menées pour étudier les phénomènes de recul. En 1913, avec la participation de Meitner, il découvre l'uranium X2. Malgré le travail brillant, le bâtiment ancien et exigu de l'atelier en bois servait de salle au laboratoire. Et la voie vers une carrière universitaire pour le Ghana a été fermée pendant longtemps. Bien qu'il ait été promu professeur en 1910, jusqu'en 1919, la radiochimie ne faisait pas partie des matières enseignées dans les universités allemandes.
En août 1914, le Ghana est enrôlé dans l'armée. A cette époque, le besoin de se battre n'a pas causé de discorde avec sa conscience. Probablement, il a été influencé par la montée des sentiments nationalistes et loyalistes, l'éducation à domicile, qui a élevé à l'absolu le strict respect du devoir envers le Kaiser et la nation, et peut-être l'idée romantique de la guerre. Dans les premiers mois de la guerre, au Ghana, l'insouciance de ses années d'étudiant semble se réveiller, d'autant plus que son rôle ne prend pas directement part aux hostilités. Au début de 1915, on lui a demandé de commencer à développer des substances vénéneuses, et après une courte hésitation, il a accepté, a cru aux arguments sur l'humanité de la nouvelle arme, qui, prétendument, rapprocherait la fin de la guerre. La plupart de ses collègues ont fait de même. (C'est vrai, pas tous: le chimiste allemand, lauréat du prix Nobel de 1915 R. Willstatter, par exemple, a refusé.) Ce n'est que plus tard qu'Otto a remarqué avec douleur: « En substance, ce que nous faisions alors était terrible. Mais c'était le cas."
Comme vous pouvez le voir, Otto et ses collègues ne lui ont pas reproché, qui considérait sa vie créative comme une chaîne de brillants succès, une ascension continue vers la vérité. La carrière de Hahn, selon M. von Laue (physicien allemand, prix Nobel), peut être "comparée à une courbe qui, partant d'un point haut - avec la découverte du radiateurium, monte de plus en plus haut - vers la découverte du mésotorium, atteint son maximum au moment de la découverte de l'uranium de fission nucléaire".
Des expériences similaires ont été menées à Paris par Irène Curie.
Hahn, Meitner et un jeune employé Strassmann ont étudié plusieurs isotopes radioactifs obtenus en bombardant de l'uranium ou du thorium avec des neutrons, et ont ainsi amélioré la méthodologie expérimentale qu'en quelques minutes ils pouvaient isoler l'isotope radioactif souhaité. Concours organisés. Meitner tenait un chronomètre à la main, tandis que Hahn et Strassmann prenaient la préparation irradiée, la dissolvaient, la précipitaient, la filtraient, séparaient le précipité et le transféraient au comptoir. En moins de deux minutes, ils ont fait ce qui prendrait normalement deux à trois heures. Tout ce qui a été créé dans le laboratoire de Hahn était considéré par les lobbyistes atomiques du monde entier comme une vérité indiscutable, ils utilisaient la terminologie de Hahn (d'ailleurs empruntée aux travaux de D. Mendeleev). Les recherches menées dans les trois plus grands laboratoires du monde - à Berlin, Rome (Fermi) et Paris - semblaient ne laisser aucun doute sur le fait que lorsque l'uranium était irradié avec des neutrons, les produits de désintégration contenaient de l'ek-rhénium et de l'eka-osmium. Il fallait décrypter les chemins de leurs transformations, déterminer les demi-vies. Ces éléments étaient considérés comme transuraniens. Certes, en 1938, Irene Curie a découvert un isotope similaire au lanthane dans les produits de désintégration, mais elle n'y avait pas suffisamment confiance et elle était sur le point de découvrir la fission de l'uranium - une telle désintégration qui semblait impossible. L'énergie qui liait les protons et les neutrons dans le noyau d'un atome était si grande qu'il semblait inconcevable d'imaginer qu'un seul neutron puisse la vaincre.
À quoi ressemblaient vraiment ces processus ? Ils ont été réglés un peu plus tard, mais pour l'instant, les questions politiques sont au premier plan. Les neutrons et les protons ont dû être oubliés pendant un certain temps, les marches militaires et les discours guerriers n'auguraient rien de bon. La Juive Lisa Meitner, citoyenne autrichienne, s'est vu refuser un passeport par les autorités allemandes après l'Anschluss. Selon la loi nazie, elle n'avait pas non plus le droit de quitter l'Allemagne. La seule issue pour elle était la fuite. Hahn a demandé de l'aide à Niels Bohr. Le gouvernement néerlandais a accepté de l'accepter sans passeport. Lise a emballé les choses les plus nécessaires et est partie en Hollande "en vacances".
L'inquiétude et l'anxiété liées au départ de Meitner ont consumé Otto pendant presque tout l'été 1938. L'automne est venu. Cet automne-là, lorsque Hahn et Strassmann firent la découverte la plus importante. Les expériences et les recherches théoriques reprirent. L'absence de Meitner se faisait vivement sentir: il manquait un conseiller raisonnable et un juge strict, un théoricien qui ferait des calculs complexes.
Fritz Strassmann
Hahn a eu recours à la méthode des indicateurs. Divers traceurs radioactifs ont été utilisés à plusieurs reprises, mais le résultat était le même. La substance radioactive qui est apparue lorsque l'uranium a été bombardé de neutrons lents ressemblait au baryum par ses propriétés; il ne pouvait être séparé du baryum par aucune méthode chimique. Ainsi, Otto Hahn et Fritz Strassmann ont en fait découvert la fission des noyaux d'uranium. Strassmann avait alors 37 ans et Hahn s'apprêtait à fêter son soixantième anniversaire.
L'article a été publié à la fin de 1938. Dans le même temps, Hahn a envoyé les résultats des expériences à Meitner, en attendant son évaluation. La nouvelle année a apporté une nouvelle théorie. Selon elle, le noyau d'uranium, lorsqu'il est irradié par des neutrons lents, devrait se scinder en deux parties, en atomes de baryum et de krypton. Dans ce cas, des forces répulsives apparaissent entre les noyaux nouvellement formés, dont l'énergie atteint deux cents millions d'électrons-volts. C'est une énergie colossale qui ne peut pas être obtenue dans d'autres processus. La physique a emprunté le terme « fission » à la biologie, c'est ainsi que les protozoaires se reproduisent. Un collègue et neveu de Meitner Frisch, menant d'urgence une expérience sur la fission de l'uranium, a confirmé la théorie et s'est engagé à rédiger un article.
Les résultats obtenus par Hahn et Strassmann étaient tellement en désaccord avec les opinions des scientifiques les plus autorisés qu'ils ont intrigué les chercheurs eux-mêmes. Les lettres de Hahn à Meitner contiennent parfois les mots « incroyable », « extrêmement étonnant », « étourdissant », « résultats fantastiques ». Pour tirer la conclusion correcte, qui va à l'encontre des idées de l'époque, Otton avait besoin non seulement d'une perspicacité, mais aussi d'un courage extraordinaire. Ils ont donné au Ghana confiance dans la pureté de l'expérience, c'est-à-dire dans la fiabilité des résultats obtenus.
Les événements de quelques jours seulement, qui se sont déroulés dans les plus grands centres scientifiques des États-Unis d'Amérique, pourraient bien servir de scénario à un film d'aventure passionnant.
Ignorant que la découverte de Hahn, Strassmann et Meitner doit être tenue secrète, le plus proche collaborateur de Bora Rosenfeld arrive à Princeton (USA) et se retrouve à une soirée de physiciens au club universitaire. Il est bombardé de questions: quoi de neuf en Europe ? Rosenfeld parle des expériences de Hahn et Strassmann et des conclusions théoriques de Meitner et Frisch. Un employé de Fermi est présent à la réunion; cette nuit-là, il se rend à New York, entre par effraction dans le bureau de Fermi et annonce la nouvelle. En quelques minutes, Fermi a commencé à développer un projet pour les expériences à venir. Il faut d'abord reproduire le processus de fission d'un noyau d'uranium, puis mesurer l'énergie libérée. Fermi réalise ce qu'il a raté il y a cinq ans lorsqu'il a bombardé pour la première fois de l'uranium avec des neutrons lents.
Enrico Fermi
Dans le sous-sol de l'université de Columbia, un noyau d'uranium est fissuré, ignorant que Frisch a déjà mené une expérience similaire. À la hâte (pressé de jalonner la découverte de quelqu'un d'autre) un message se prépare pour la revue "Nature".
En apprenant la fuite d'informations, Bohr craint que quelqu'un ne dépasse Meitner et Frisch. Ensuite, ils se retrouveront en position de s'approprier la découverte de quelqu'un d'autre. Lors de la convention à Washington, Bohr apprend que les expériences de fission d'uranium de Fermi battent leur plein et envoie des télégrammes à Copenhague à Frisch pour publier immédiatement les résultats des expériences. Le lendemain, un nouveau numéro du magazine parut avec un article de Hahn et Strassmann. Le même jour, des nouvelles consolantes sont arrivées - Frisch a envoyé l'article à la presse. Maintenant, Bor est calme et peut parler à tout le monde de la fission de l'uranium. Avant même qu'il ait terminé son discours, plusieurs personnes ont quitté la salle et ont presque couru vers l'Institut Carnegie, vers le puissant accélérateur. Il fallait immédiatement changer de cible et enquêter sur la fission du noyau d'uranium.
Le lendemain, Bohr et Rosenfeld ont été invités à l'Institution Carnegie. Pour la première fois, Bohr a vu le processus de division sur l'écran de l'oscilloscope.
Au même moment à Paris, les Joliot-Curie observent la désintégration des noyaux d'uranium et de thorium, qualifiant cette désintégration d'« explosion ». L'article de Frederick est paru deux semaines seulement après l'article de Meitner et Frisch. Ainsi, en moins d'un mois, quatre laboratoires (à Copenhague, New York, Washington et Paris) ont fissionné un noyau d'uranium et montré qu'une énorme énergie est libérée. Mais peu de gens savaient qu'il existait également un cinquième laboratoire - à l'Institut polytechnique de Leningrad, où la théorie de la fission de l'uranium était également en cours de développement.
Les références:
1. Gernek F. Pionniers de l'âge atomique. M.: Progrès, 1974. S. 324-331.
2. Konstantinova S. Fractionnement. // Inventeur et innovateur. 1993. N° 10. Art. 18-20.
3. Temples Yu Physique. Ouvrage de référence biographique. M.: Sciences. 1983. S.74.
