Почему «мать атомной бомбы» так и не получила Нобелевскую премию

Почему «мать атомной бомбы» так и не получила Нобелевскую премию

Лиза Мейтнер разработала теорию ядерного деления — процесса, который позволил создать атомную бомбу. Но ее личность — еврейка и женщина — не позволила ей разделить признание этого открытия, как показывают недавно переведенные письма.

В блокбастере «Оппенгеймер» о создании атомной бомбы есть запоминающаяся сцена, в которой Луис Альварес, физик из Калифорнийского университета в Беркли, читает газету во время стрижки. Внезапно Альварес вскакивает со своего места и бежит по дороге, чтобы найти своего коллегу, физика-теоретика Дж. Роберта Оппенгеймера.

«Оппи! Оппи! он кричит. «Они сделали это. Хан и Штрассман в Германии. Они расщепили ядро ​​урана. Они расщепили атом».

Речь идет о двух немецких химиках, Отто Хане и Фрице Штрассмане, которые в 1939 году, сами того не зная, сообщили о демонстрации ядерного деления, расщепления атома на более легкие элементы. Это открытие стало ключом к Манхэттенскому проекту — сверхсекретному американскому проекту под руководством Оппенгеймера по разработке первого ядерного оружия.

Вот только сцена не совсем точна, к огорчению некоторых учёных. В изображении отсутствует главный игрок: Лиза Мейтнер, физик, которая тесно сотрудничала с Ханом и разработала теорию ядерного деления.

Мейтнер сама по себе была гигантом, современницей таких нобелевских лауреатов, как Альберт Эйнштейн, Нильс Бор и Макс Планк. После того, как на Нагасаки было сброшено второе атомное устройство, американская пресса окрестила ее «матерью атомной бомбы», и она категорически отвергла эту связь.

Только Хан получил Нобелевскую премию за ядерное деление. По словам Мариссы Мосс, автора недавней книги о Мейтнер, в своей приветственной речи он назвал Мейтнер немецким термином, который означает «помощник» или «сотрудник» . «Или в лучшем случае коллега», — сказала она.

В 2022 году г-жа Мосс просмотрела архив Мейтнер в Кембриджском университете. С тех пор она перевела сотни писем между Мейтнер и Ханом, написанных на немецкий язык, которые, по ее словам, предлагают более тонкую перспективу распада их отношений. Это понимание также бросает вызов распространенному мнению, что Мейтнер приняла результаты Нобелевской премии без негодования.

По словам г-жи Мосс, пренебрежение касалось не только пола. «Легко сказать, что она этого не поняла, потому что она была женщиной», — сказала г-жа Мосс. «Никто не думает, что женщина будет поднимать шум из-за таких вещей». Г-жа Мосс также считает, что здесь сыграло роль наследие Мейтнер: «Это тот случай, когда она была еврейкой».

В 1947 году Мейтнер написала своему племяннику Отто Роберту Фришу, еврейскому физику, который также внес вклад в открытие ядерного деления: «Я знаю, что его позиция способствовала тому, что Нобелевский комитет принял решение против нас», — сказала она о Хане в письме, переведенном г-жи Мосс. «Но это сугубо личное, и мы не хотим предавать огласке».

Нобелевская неделя — это момент, когда научное сообщество отмечает свои величайшие достижения, но также все чаще анализирует упущения и несправедливость. Лиза Мейтнер — одна из многих женщин-ученых, которые не получили должного признания за свою работу, включая, пожалуй, наиболее примечательную Розалинду Франклин, химика, которая внесла свой вклад в открытие структуры двойной спирали ДНК в 1953 году.

«Есть сотни, если не тысячи женщин, которые достигли в науке чего-то великого, что просто не было признано при их жизни», — сказала Кэти Хафнер, ведущая подкаста « Потерянные женщины науки ». Г-жа Хафнер недавно закончила двухсерийный эпизод о Мейтнер, вторая половина которого открывается роковой сценой с Оппенгеймером. В отличие от других фигур в своем подкасте, г-жа Хафнер сказала: «Лиз Мейтнер не потеряна».

Но, добавила она, «ее неправильно понимают».

Доктор Мейтнер и Отто Хан в берлинской лаборатории в 1909 году.

Радиоактивный первопроходец

С самого начала Мейтнер разбивала стеклянные потолки. Она родилась в 1878 году в Вене и начала изучать физику частным образом, поскольку женщинам в Австрии не разрешалось посещать колледж до 1897 года. В 1901 году она поступила в аспирантуру Венского университета; пять лет спустя она получила докторскую степень по физике, став второй женщиной в своем университете, получившей это.

Остаток своей карьеры Мейтнер провела, работая среди великих людей. Она переехала в Берлинский университет и начала посещать занятия Макса Планка, который получил Нобелевскую премию по физике 1918 года и который обычно не позволял женщинам посещать его лекции.

В Берлине Мейтнер также встретила Отто Хана, химика, который был примерно ее возраста и имел более прогрессивное отношение к работе с женщинами. Хан также стремился сотрудничать с Мейтнер, поскольку физики, как правило, лучше разбирались в радиоактивности, энергии, излучаемой нестабильными атомными ядрами, чем химики. Но как женщину Мейтнер не пустили наверх в лабораторию Хана. Поэтому она работала — бесплатно — в подвале. (По словам г-жи Мосс, когда ей нужно было в туалет, Мейтнер приходилось бежать через улицу.)

В 1912 году Мейтнер и Хан переехали в Химический институт кайзера Вильгельма. Вместе они открыли новый элемент под названием протактиний. Когда во время Первой мировой войны сотрудники Института были призваны в армию, Мейтнер получила собственную физическую лабораторию и звание профессора — должность, которая обеспечила ей признание и независимость для проведения собственных исследований.

Но за пределами науки стены смыкались. Антисемитизм рос, и в 1933 году канцлером Германии был назначен Адольф Гитлер. Многие еврейские ученые покинули страну, но Мейтнер осталась, слабо защищенная своим австрийским гражданством и стремящаяся сохранить редкую возможность для женщины проводить научные исследования.

«Я люблю физику всем сердцем», — написала она в письме другу. «Я с трудом могу представить, чтобы это не было частью моей жизни».

В 1938 году Германия вторглась в Австрию, оставив Мейтнер в полной власти нацистского режима. Она предпочла бежать. Нобелевский лауреат по физике Нильс Бор организовал ее побег на поезде.

В конце концов Мейтнер добралась до Швеции, опустошенная тем, что ей пришлось оставить дело всей своей жизни, и обеспокоенная безопасностью своей семьи.

Она продолжала сотрудничать с Ханом по почте. Он проводил эксперименты, а она интерпретировала результаты, которых он не понимал. Один результат поставил их обоих в тупик: когда атомы урана бомбардировали нейтронами, нейтрон должен был поглотиться, а электрон высвободиться, создав более тяжелый элемент. Вместо этого Хан нашел барий, гораздо более легкий элемент. Они были сбиты с толку.

Это открытие выходило за рамки опыта Хана как химика. «Возможно, вы сможете придумать какое-то фантастическое объяснение», — написал он в письме Мейтнер, переведенном Рут Левин Сайм, химиком из городского колледжа Сакраменто, опубликовавшим биографию Мейтнер в 1996 году. «Если вы можете что-нибудь предложить, если бы вы могли опубликовать, то это все равно было бы работой нас троих!»

Хан и его коллега Фриц Штрассман представили результаты для публикации в декабре 1938 года. Их тон был неопределенным. «Возможно, произошла серия необычных совпадений, которые дали нам ложные указания», — писали они по-немецки.

Мейтнер не была указана как автор, и не было никакого упоминания о ее вкладе в работу.

Лекция по атому в 1950-х годах, на которой присутствовали (слева направо в первом ряду) Нильс Бор, Вернер Гейзенберг, Вольфганг Паули, Отто Штерн и Лиза Мейтнер.

Рождение теории

В Швеции Мейтнер обдумывала результаты со своим племянником-физиком Фришем. В один снежный день, как вспоминал Фриш в мемуарах, они пошли прогуляться и в конце концов остановились, чтобы сесть на ствол дерева и записать расчеты на клочках бумаги.

Они поняли, что уран чрезвычайно нестабилен и может разрушиться при столкновении, скажем, с нейтроном. Эти фрагменты будут жестоко разорваны на части. Если бы одна из этих частей была барием, размышляла Мейтнер, то другая должна была бы быть другим легким элементом, называемым криптоном. Она рассчитала энергию, вызывающую взрыв, используя знаменитое уравнение Эйнштейна E = mc².

Ган и Штрассман расщепили атом.

«Мы очень внимательно прочитали и рассмотрели вашу статью, — писала Мейтнер Хану в январе 1939 года. — Возможно, энергетически возможно распад такого тяжелого ядра». В более позднем письме она выразила разочарование отсутствием: «Хотя я стою здесь с очень пустыми руками, я, тем не менее, рада этим замечательным открытиям».

Мейтнер и Фриш опубликовали свою теоретическую интерпретацию результатов Хана и Штрассмана в февральском выпуске журнала Nature за 1939 год. Фриш и Мейтнер разработали эксперименты для проверки своей гипотезы. В последующие недели они опубликовали еще две статьи с результатами, которые стали первым физическим подтверждением того, что Фриш назвал «делением ядра».

За кулисами переписка Мейтнер и Хана переросла в недопонимание. Хан подумал, что она разозлилась на то, что он опубликовал без нее. «Что еще я мог сделать?» он написал Мейтнер. «Поверьте, для меня было бы предпочтительнее, если бы мы могли продолжать работать вместе и обсуждать вещи, как раньше!»

Хан также получил отпор за работу с еврейским ученым. «Я не придаю этим вещам большого значения, конечно, но не хотел признаваться господам, что вы единственный, кто сразу все узнал», — писал он Мейтнер в 1939 году.

Позже в том же году Германия вторглась в Польшу. Началась Вторая мировая война. И началась гонка за создание атомной бомбы.

Слухи о делении ядра распространились. Хотя один расщепленный атом не генерировал достаточно энергии для потенциального использования в оружии, некоторые предполагали, что цепная реакция могла бы помочь. Бомбардировка урана нейтронами не только привела к образованию более легких элементов; это также создало больше нейтронов. Если бы эти нейтроны столкнулись с большим количеством урана, реакция могла бы продолжиться.

Американское правительство организовало Манхэттенский проект по разработке такого оружия. Многие коллеги Мейтнер, в том числе Фриш и Бор, приняли в этом участие. Эйнштейн этого не сделал, хотя он написал письмо президенту Франклину Д. Рузвельту, призывая его обеспечить безопасность урана и финансировать эксперименты с цепной реакцией.

Мейтнер, хотя ее и пригласили, отказалась присоединиться. («Я не буду иметь ничего общего с бомбой!» — сказала она.) В 1945 году, после того как атомные бомбы были сброшены на Хиросиму и Нагасаки, что привело к концу войны, в некоторых газетных статьях утверждалось, что Мейтнер тайно пронесла рецепт оружие из нацистской Германии в ее сумочке. Она отклонила их. «В Америке вы знаете об атомной бомбе гораздо больше, чем я», — сказала она The New York Times в 1946 году.

В 1945 году Хан был номинирован на Нобелевскую премию по химии 1944 года, с опозданием на год, за открытие ядерного деления. В том же году Мейтнер и Фриш также были номинированы на премию по физике. Но победил только Хан.

Мейтнер прибывает в Нью-Йорк с визитом в США в январе 1946 года. «В Америке вы знаете об атомной бомбе гораздо больше, чем я», — сказала она The New York Times в том же году

«Твердая традиция»

Подробности обсуждения Нобелевской премии остаются секретом в течение 50 лет после ее вручения. После того, как документы, связанные с победой Хана, были опубликованы, историки науки опубликовали анализ дискуссий в журнале Physics Today в 1997 году. «Ничто из этого не озлобило Мейтнер», — писали они. «Она очень мало жаловалась и многое прощала».

Г-жа Хафнер не согласна с такой позицией. «Кто скажет: «Эй, мне горько»?» она сказала. «Какая у этого оптика?»

Г-жа Мосс считает, что «горький» — неправильное слово. «Ей было очень, очень больно», — сказала она о Мейтнер, как из-за отсутствия доверия, так и из-за пассивной лояльности, которую, по ее мнению, Хан имел к Германии.

«Мне было совершенно ясно, что Хан совершенно не осознавал своего недружелюбного поведения», — писала Мейтнер другу в 1946 году. «Естественно, время, проведенное вместе с ним, было несколько болезненным, но я была к этому готова и держалась твердо, принося Никаких личных дебатов».

Мейтнер снова была номинирована — пять раз — на Нобелевскую премию по физике 1946 года. По словам авторов статьи Physics Today, Нобелевский комитет утверждал, что это «твердая традиция» присуждать премию за экспериментальные, а не теоретические открытия.

Но Деметриос Мацакис, бывший физик из Военно-морской обсерватории США, сказал, что невозможно разделить «взаимодействие между экспериментаторами и теоретиками». Они нужны друг другу». (Доктор Мацакис узнал о Мейтнер в 2018 году и был вдохновлен подать прошение о переименовании другого радиоактивного процесса, чтобы признать роль Мейтнер в этом открытии.)

Хан заслужила награду, но и Мейтнер тоже, сказал доктор Мацакис: «Она должна была получить Нобелевскую премию. В этом действительно нет никаких сомнений».

В качестве обратного сравнения учёные отмечают случай Чиен-Шиунг Ву, американского физика китайского происхождения, который проводил эксперименты, показавшие, что некоторые взаимодействия частиц не подчиняются зеркальной симметрии. В 1957 году двое коллег Ву-мужчины получили Нобелевскую премию по физике за создание теории, подтвержденной ее результатами.

Получатель награды — экспериментатор или теоретик — «кажется, в этих двух случаях все было наоборот», — сказал Гарри Саал, физик, который учился у Ву в Колумбийском университете. «И в обоих случаях женщину облажали».

Мейтнер с Отто Ханом в 1959 году на открытии Института Хана-Мейтнера в Берлине, ныне Центра Гельмгольца в Берлине.

Увековечивание памяти Мейтнер

В последние годы жизни Хан, казалось, пытался исправить ситуацию. Он и Мейтнер остались друзьями, и он предложил ей должность руководителя Института Макса Планка в Германии, но она отказалась. В 1948 году он выдвинул ее на Нобелевскую премию по физике.

Мейтнер была номинирована на Нобелевскую премию 46 раз как по физике, так и по химии, но так и не выиграла. (На сегодняшний день только четыре женщины выиграли по физике, последний раз в 2020 году, и только восемь — по химии.)

В 1968 году Мейтнер, которой тогда было 89 лет, умерла в Англии. В некрологе, опубликованном в «Таймс», она упоминается как «пионер атомной энергетики» и «научный партнер Отто Хана, лауреата Нобелевской премии по химику-ядерщику и первооткрывателя ядерного деления».

В 2020 году официальный аккаунт Нобелевской премии на X, ранее известный как Twitter, признал, что Хан и Мейтнер открыли ядерное деление. Пост сопровождался иллюстрацией, изображающей Мейтнер, стоящую позади Хана, к возмущению многих людей.

Любая попытка посмертно присудить Мейтнер Нобелевскую премию была бы тщетной. «Как только Нобелевская премия будет вручена, пути назад уже не будет», — сказал доктор Сайм. Лучшее, что можно сделать, — это признать Мейтнер в настоящем, добавила она, — и ее отсутствие в новом фильме Оппенгеймера «непростительно».

Г-жа Мосс все еще переводит письма Мейтнер; на данный момент она проработала более 700 страниц. «Теперь я делаю это просто потому, что влюбилась в нее», — сказала она. «Она невероятный человек». Она планирует написать еще одну книгу о Мейтнер со всем материалом, не вошедшим в первую.

Ранее в этом году г-жа Хафнер и ее подруга посетили могилу Мейтнер, расположенную на крошечном английском кладбище «посреди пустыни», сказала она. Им потребовалось полчаса, чтобы найти выцветшее надгробие, заросшее сорняками.

Г-жа Хафнер была удивлена ​​тем, насколько ничем не примечательна могила для такого «гиганта науки», сказала она. Тем не менее, она была утешена, обнаружив камень на отметке — еврейская практика в честь умерших. Г-жа Хафнер добавила камни посещения для себя, г-жи Мосс, Бора, Эйнштейна, Фриша и даже Хана.

Именно такими помнят людей, сказала г-жа Хафнер. «Пока мы не откажемся от этого и продолжим напоминать людям о той важной работе, которую она проделала, это просто не будет признано», — добавила она. Поэтому «мы делаем все возможное, чтобы исправить ситуацию».