<…> Первые испытания <…> закончились зловещим и зрелищным провалом. Бомба вошла в плоский штопор такого размаха, какой до этого редко приходилось видеть. Тем не менее, как показали дальнейшие испытания, увеличение площади стабилизаторов и смещение центра тяжести вперед придали бомбе устойчивость[2075].
Тем временем Сет Неддермейер, группа экспериментов по имплозии которого досталась Парсонсу по наследству, отправился в лабораторию Горнорудного бюро США в Брюстоне, штат Пенсильвания, экспериментировать со взрывчаткой. Эдвин Макмиллан, которого также интересовала имплозия, поехал вместе с физиком из Калтеха:
В то время там были только мы с Сетом и несколько помощников. Первые опыты по цилиндрической имплозии были проведены в Брюстоне. Мы брали кусок железной трубы, оборачивали его взрывчаткой и поджигали ее в нескольких точках, чтобы получить сходящуюся волну, которая сожмет цилиндр. Так зародилось экспериментальное исследование имплозии, и это было задолго до начала экспериментов по пушечному методу[2076].
Вернувшись в Лос-Аламос, Неддермейер организовал небольшую исследовательскую станцию на Южной горе, соседней с Холмом столовой горе, расположенной напротив него через каньон Лос-Аламос. Он провел свои первые испытания в русле высохшей речки в День независимости 1943 года; в них он использовал железную трубку, вставленную в жестянки с тротилом. Поскольку он хотел изучить результаты взрыва, он зарядил ограниченное количество взрывчатки. «Разумеется, эти испытания не могли быть очень сложными, – говорит Макмиллан. – <…> Однако они показали, что металлическую трубку можно сжать взрывом так, что она превратится в подобие сплошного стержня: значит, метод был перспективным с практической точки зрения»[2077]. Опыты показали также, что давление было далеко не равномерным: трубки извлекали из пыльного русла перекрученными и деформированными.
Когда у Парсонса, который был доскональным и прагматичным инженером, дошли руки ознакомиться с работой Неддермейера, он не скрывал своего презрения. Он сомневался, что имплозию вообще можно будет сделать достаточно надежной для применения в полевых условиях. Неддермейер представил свои первые результаты на одном из еженедельных коллоквиумов, которые Оппенгеймер учредил по предложению Ханса Бете, чтобы все обладатели белых пропусков – то есть люди, имеющие допуск к секретной информации, – были в курсе происходящего на Технической площадке. Ричард Ф. Фейнман, талантливый и откровенный принстонский аспирант-теоретик родом из Нью-Йорка, лаконично выразил общее мнение собравшихся: «Отстой»[2078]. Парсонс попытался перевести разговор в более легкомысленное русло. «Все тут трудятся с такой зверской серьезностью, – сказал он группе, – что нам не помешает немного расслабиться. Я сомневаюсь в серьезности доктора Недермейера. По-моему, он постепенно приближается к достижению цели, которую я назвал бы “пивным экспериментом”. Как только он разберется со своей взрывчаткой, мы этим займемся. Цель эксперимента – установить, сможет ли он взорвать банку с пивом, не расплескав пива»[2079]. Освоить имплозию было даже еще труднее.
Джон фон Нейман, венгерский теоретик, приехавший в Соединенные Штаты в 1930 году и работавший в Институте перспективных исследований, исследовал по заказу НКОИ комплексную гидродинамику ударных волн, образуемых кумулятивными зарядами. Эта технология была использована в противотанковом гранатомете американской пехоты, известном под названием «базуки». Как и Раби, фон Нейман согласился время от времени консультировать Оппенгеймера. В конце лета он приехал в Лос-Аламос и рассмотрел теорию имплозии, которая тоже представляла собой лабиринт сложной гидродинамики. Неддермейер разработал «простую теорию, применимую до некоторого уровня силы ударной волны». Фон Нейману, говорит он, «обычно приписывают честь основания науки сильных сжатий. Но я знал эти принципы и раньше и разработал их наивным способом. Подход фон Неймана был сложнее»[2080].
«Джонни очень интересовали взрывчатые вещества», – вспоминает Эдвард Теллер. Теллер с фон Нейманом возобновили свое юношеское знакомство во время пребывания математика на Холме. «Во время наших с ним бесед были выполнены некоторые грубые расчеты, – продолжает Теллер. – Расчет действительно получается простым, если считать ускоряемый материал несжимаемым, как обычно и предполагается в отношении твердых веществ… В материалах, приводимых в движение бризантными взрывчатыми веществами, возникает давление, которое может превышать 100 000 атмосфер». Фон Нейман об этом знал, говорит Теллер, а сам он – нет. С другой стороны:
Если оболочка смещается к центру на треть расстояния между ними, то в предположении несжимаемости материала получается давление свыше восьми миллионов атмосфер. Это больше, чем давление в центре Земли, и я знал (а Джонни – нет), что при таком давлении железо утрачивает несжимаемость. Более того, у меня были приблизительные значения сжимаемости для интересующих нас случаев. Из всего этого следовало, что при имплозии должно происходить значительное сжатие, и об этом обстоятельстве раньше никто не думал[2081].
С самого начала было ясно, что имплозия, сжимая полую плутониевую сферу в сплошной шар, по сути дела, может произвести «сборку» критической массы гораздо быстрее, чем способно выстрелить самое быстрое орудие. Теперь же фон Нейман и Теллер поняли – и сообщили Оппенгеймеру в октябре 1943 года[2082], – что имплозия с более сильным сжатием, чем получалось до сих пор в опытах Неддермейера, должна сдавливать плутоний до такой неземной плотности, что в качестве заряда активного материала бомбы можно будет использовать сплошную докритическую массу, и это позволило бы обойти сложную проблему сжатия полых оболочек. Кроме того, это устраняло угрозу преждевременной детонации из-за вкраплений легких элементов. Другими словами, разработав технологию имплозии, можно было получить более надежную бомбу, причем получить ее быстрее.
На этом этапе появилась возможность приблизительно оценить размеры и форму бомбы, работающей на быстрой имплозии. Большая пушечная бомба должна была иметь диаметр чуть меньше 60 сантиметров и длину порядка 5 метров. Имплозивная бомба – толстая оболочка взрывчатки, окружающая толстую оболочку отражателя, окружающую плутониевый сердечник, окружающий пусковое устройство, – должна была иметь около полутора метров в диаметре и чуть более 270 сантиметров в длину: этакое яйцо размером с человека, снабженное хвостовыми стабилизаторами.
Той же осенью, когда тополя в Лос-Аламосе сменили цвет на ярко-желтый, Норман Рамзей планировал полномасштабные испытания сброски. Он хотел проводить их на «Ланкастере». ВВС настояли на использовании Б-29, хотя производство этих новых, покрытых полированным алюминием межконтинентальных бомбардировщиков только начиналось, и готовых самолетов еще было мало. «Для обеспечения возможности начала модификации самолета, – пишет Рамзей в составленном в третьем лице отчете об этой работе, – Парсонс и Рамзей выбрали два варианта внешней формы и веса, соответствующие планам, существовавшим в это время на площадке Y… По соображениям секретности представители военно-воздушных сил называли эти варианты соответственно “Худыш” и “Толстяк”; офицеры ВВС старались вести телефонные переговоры так, чтобы создавалось впечатление, будто бы они модифицируют самолет для перевозки Рузвельта (“худыша”) и Черчилля (“толстяка”)… Модификация первого Б-29 официально началась 29 ноября 1943 года»[2083].
В начале 1943 года к Нильсу Бору в копенгагенский Дом почета явился капитан датской армии, бывший также членом датского подпольного Сопротивления. После чая они с Бором вдвоем вышли в теплицу, в которой можно было разговаривать, не опасаясь скрытых микрофонов. Британцы передали подпольщикам, что вскоре пришлют Бору связку ключей. В головках двух ключей были высверлены гнезда, в которые были заложены одинаковые микроснимки, после чего гнезда снова запечатали. Расположение гнезд было показано на схеме с подписями. «Профессору Бору следует осторожно обработать ключи напильником в указанной точке до появления отверстия, – объяснялось в документе. – После этого сообщение можно перенести при помощи шприца или смыть на предметное стекло микроскопа»[2084]. Капитан предложил свою помощь в извлечении микроснимка и его увеличении. Поскольку у Бора не было навыков тайного агента, он с благодарностью принял это предложение.
Переданное таким образом сообщение оказалось письмом от Джеймса Чедвика. «Письмо приглашало отца приехать в Англию, где его ожидал самый теплый прием, – вспоминает Оге Бор. – <…> Чедвик писал отцу, что он сможет свободно заниматься научной работой. Но там упоминалось также, что существуют особые задачи, в которых его сотрудничество было бы очень полезно»[2085]. Бор понимал, что Чедвик, видимо, намекает на работу над ядерным делением. Датский физик по-прежнему относился к возможности его использования скептически. Он не остался бы в Дании, писал он Чедвику в ответном письме, «если бы мне казалось, что я смогу оказать реальную помощь… но я не думаю, что это вероятно. Прежде всего я искренне убежден, что последние чудесные открытия в области атомной физики неприменимы на практике». Если бы возможность создания атомной бомбы была реальной, Бор согласился бы уехать. В противном случае он считал своим долгом остаться, «чтобы помогать в противостоянии угрозам свободы наших учреждений и содействовать защите ученых-беженцев, которые искали здесь убежища»