В Копенгагене Георг Плачек убедил Фриша, что их – Лиз и Отто – статья сильно выиграет от наблюдения быстродвижущихся фрагментов урана. Эксперименты тогда делались несколько дней, не чета нынешним временам. За два дня Фриш собрал установку, провел замеры и действительно обнаружил нужные фрагменты. Еще несколько дней заняло согласование статьи по телефону. 14 января статья Фриша и Мейтнер ушла по почте в Лондон, в журнал Nature, где была получена 16 января, но опубликована с большим опозданием, только 11 февраля. Перед отправкой Фриш спросил у американского биолога, оказавшегося в институте: «Каким словом вы называете деление амебы?» – «Fission». – «Замечательно, именно то, что мне надо. Теперь у физиков будет свой fission».
В напряжении и суете двух-трех недель на рубеже 1938/39 годов Фриш и Мейтнер упустили один очень важный момент, который всплыл чуть позже. После семинара в Институте Бора в Копенгагене Христиан Меллер, ассистент Бора, подошел к Фришу и спросил: «Не думаете ли вы, доктор Фриш, что фрагменты деления урана – “горячие” и несут достаточно энергии, чтобы испустить из себя один-два нейтрона, которые могли бы вызвать последующие акты деления? Пойдет цепная реакция…»
Так впервые замаячило виде́ние бомбы. Всех успокоил Бор: «Вторичные нейтроны от осколков слишком быстры, чтобы вызвать деление в природном уране, на 99 % состоящем из урана-238. Они могли бы вызвать деление урана-235, но его слишком мало». Бор был совершенно прав, но он не учел одного обстоятельства: беспрецедентных усилий и изобретательности физиков и инженеров, собравшихся в Лос-Аламосе американцев и европейцев, изгнанных Гитлером из горящей в огне войны Европы. Ими двигало общее чувство – не допустить мирового господства нацистской Германии. Ими двигал страх, что армия Третьего рейха первой овладеет ядерным оружием.
В ноябре 1945 года, через полгода после разгрома Германии, Королевская академия наук Швеции объявила о Нобелевской премии по химии 1944 года. Премия была присуждена Отто Гану «за открытие деления тяжелых ядер». Нильс Бор был возмущен тем, что Лиз Мейтнер обошли стороной, и послал в Нобелевский комитет письмо, в котором выразил несогласие с таким решением. Другие уважаемые физики высочайшего уровня тоже писали в Стокгольм. Ничего не помогло. Говорят, что в то время Нобелевский комитет был пронемецким. Не знаю, было ли так на самом деле…
Вскоре Руди получил письмо от Лиз. «Конечно, Ган полностью заслужил Нобелевскую премию по химии, – писала она. – В этом нет никаких сомнений. Но я считаю, что Отто Фриш и я внесли кое-что значительное в понимание деления урана – как оно происходит и что в этом процессе выделяется огромная энергия. Все это было очень далеко от Гана, ведь он был химиком».
Опять забежала вперед. Мысли скачут быстрее рук…
Меморандум
Зима 1940 года выдалась суровой. Еще в декабре, когда я ходила на курсы Красного Креста, температура упала ниже нуля, а в январе выпадали дни, когда термометр показывал минус 18°. В нашем доме на Calthorpe Road было холодно. Зимнее отопление в старых английских домах, как правило, в плачевном состоянии. Зимы обычно мягкие, и люди как-то перебиваются. Но ведь иногда зимой случаются и морозы. После начала войны ввели талоны на топливо. В доме стало еще холоднее, чем обычно. Поскольку дети жили в интернате, мы выбрали две комнаты, которые прогревали до сносной температуры. И почему в Англии такое легкомысленное отношение к зимнему отоплению? Кто-то из физиков заметил по этому поводу: «Концепции разные. Француз ложится в постель с женщиной, а англичанин с теплой грелкой!»
Марк Олифант время от времени по-прежнему задавал Руди вопросы об электромагнитных волнах в очень коротком диапазоне. Руди с удовольствием делал вычисления и через два-три дня сообщал Олифанту полученные результаты. Но дальше этого дело не шло.
Руди все больше втягивался в физику, связанную с делением урана. В январе он получил письмо из Парижа от Перрена, который писал о вычислениях критической массы. Тогда в этом вопросе еще не было специалистов. Делением ядер занималась горстка людей, и ошибки делали все. За ужином Руди сказал мне, что попробует исправить Перрена. Он написал короткую заметку, но в журнал не отправил. Его мучила мысль, не поможет ли его скромный результат немцам в разработке ядерного оружия. Вернер Гейзенберг, отец-основатель квантовой механики, подозрительно исчез с самого начала войны.
Информацию о публикациях Гана, Мейтнер и Фриша Руди получил из первых рук. Фриш приехал в Бирмингем в июле 1939 года. В бытовых вопросах Отто был совершенно оторван от жизни. Он не обращал внимания на бытовые удобства (точнее, неудобства), не читал газет и не слушал радио. Новости до него доходили в изложении коллег. Вскоре после семинара в Копенгагене, на котором обсуждалась его работа с Лиз Мейтнер, Георг Плачек обронил: «Скоро здесь будет Гитлер. Ему даже не придется воевать. Он просто позвонит датскому премьер-министру и попросит его приготовиться к приему немецких солдат». Это была жестокая шутка, но она заставила Фриша задуматься о будущем.
В поисках новой работы подальше от Гитлера Фриш приехал в Англию. Лучшее, что ему удалось найти, да и то с помощью Марка Олифанта, – преподавание на младших курсах в Бирмингеме. Его взяли лектором-почасовиком на один год. Но выбирать не приходилось. Началась война. Вернуться к Бору в Копенгаген Фриш не мог.
Итак, в феврале 1940 года Руди зашел в кабинет Фриша со своей неотосланной рукописью в руках. Они вместе пробежали ее глазами. «Я не вижу ничего, что могло бы быть причиной отложить публикацию, профессор Пайерлс, – сказал Отто, – ведь Бор показал, что атомная бомба нереализуема. Потребуются тонны урана, но даже и в этом случае ее размер будет таким большим, что цепная реакция затухнет. Отправляйте в журнал».
Спустя несколько дней Фриш заглянул в кабинет Руди и спросил: «А что если рассмотреть не вообще уран, а только его изотоп, уран-235?»
Много позднее, после разгрома Германии, стало известно, что министр вооружений в правительстве Гитлера создал урановую группу 1 сентября 1939 года, в тот же день, когда началась Вторая мировая война. Две недели спустя Гейзенберг был назначен руководителем ядерной программы Третьего рейха.
Работа заняла всего несколько дней. Так часто бывает, когда вдруг открывается новый горизонт. Все элементы мозаики, хранимые в глубине сознания, вдруг соединяются в единую целостную картину. Вот и последняя страница вычислений. Фриш написал крупными буквами: «Критическая масса для урана-235 около 600 граммов» – и обвел жирной рамкой. Руди и Отто переглянулись, ошеломленные, и застыли. Полкило вместо тонны! (В 1942 году американцы точнее измерили силу взаимодействия нейтронов с ядрами урана-235 и уточнили критическую массу для урана-235. Она подросла до нескольких килограммов). Потом они быстро сосчитали общее выделение энергии и опять переглянулись в страхе перед разрушительной силой, открывшейся перед ними.
«Даже если постройка завода по разделению изотопов будет стоить столько же, сколько броненосец, для того чтобы покончить с войной раз и навсегда, это нужно сделать. И не дай бог в Германии это сделают раньше нас. Следует немедленно проинформировать британское правительство», – подвел итог Руди.
Они решили написать докладную записку, причем постараться сохранить ее содержание в тайне, чтобы ни один результат, ни даже одно предложение не дошли до физиков, оставшихся под Гитлером. К середине марта был готов меморандум, который ныне известен как Меморандум Фриша – Пайерлса. Его можно найти в любом учебнике по истории физики, начинается он так:
Возможность создания “супербомбы”, основанной на ядерной цепной реакции в уране, обсуждалась много раз с неизменным выводом, что такая бомба невозможна. В этом документе мы хотим предложить и обсудить один вариант, который был пропущен ранее. Природный уран состоит из двух изотопов; ниже речь пойдет лишь об одном из них, уране-235, содержание которого в природном уране составляет 0,7 %. ‹…›
При выполнении всех вышеприведенных условий, согласно нашим вычислениям (см. вторую техническую часть меморандума), критический радиус уранового заряда около двух сантиметров, а критическая масса около 600 граммов. Выделение энергии при взрыве пятикилограммовой бомбы эквивалентно взрыву нескольких тысяч тонн динамита. ‹…›
Вдобавок к разрушительному эффекту ядерного взрыва следует упомянуть о радиоактивных осколках деления. Излучение этих осколков будет оставаться смертельным для живых существ еще долгое время после взрыва. Оценка воздействия этого излучения на людей сейчас довольно неопределенная, поскольку трудно сказать, что произойдет с радиоактивным материалом после взрыва. Эффективная защита вряд ли возможна. ‹…›
Из-за распространения радиоактивных веществ с ветром бомба, вероятно, не может быть использована без поражения большого числа гражданских лиц, и это может сделать ее непригодной в качестве оружия для использования этой страной. Если исходить из предположения, что Германия обладает или будет обладать этим оружием, следует понимать, что нет эффективных убежищ, которые могли бы использоваться в больших масштабах. Самым эффективным ответом было бы сдерживание Германии встречной угрозой – подобной бомбой. Поэтому нам кажется важным начать производство как можно быстрее, даже если она (супербомба) и не будет рассматриваться в качестве оружия нападения ‹…›»
Отто и Руди не могли доверить этот документ секретарше. Поэтому Руди сам перепечатал его на пишущей машинке, стоявшей у нас дома, в двух экземплярах. Как переправить этот документ в правительство, чтобы он не затерялся в канцелярии, оставалось загадкой. В конце концов Руди передал его Олифанту, который торжественно обещал найти наверху подходящего человека.