Лиза Мейтнер ( / ˈ l iː z ə ˈ m aɪ t n ər / LEE -zə MYTE -nər , немецкий: [ˈliːzə ˈmaɪtnɐ] ; урождённаяЭлиза Мейтнер, 7 ноября 1878 — 27 октября 1968) была австрийско-шведскимфизиком, сыгравшей важную роль в открытииядерного деленияипротактиния.
Завершив докторскую диссертацию в 1905 году, Мейтнер стала второй женщиной из Венского университета, получившей докторскую степень по физике. Большую часть своей научной карьеры она провела в Берлине , где была профессором физики и заведующей кафедрой в Институте химии кайзера Вильгельма . Она была первой женщиной, ставшей полным профессором физики в Германии. Она потеряла свои должности в 1935 году из-за антиеврейских Нюрнбергских законов нацистской Германии , а аншлюс 1938 года привел к потере ею австрийского гражданства. 13–14 июля 1938 года она бежала в Нидерланды с помощью Дирка Костера . Она много лет жила в Стокгольме , в конечном итоге став гражданкой Швеции в 1949 году, но переехала в Великобританию в 1950-х годах, чтобы быть с членами семьи.
В середине 1938 года Мейтнер и химики Отто Ган и Фриц Штрассман в Институте химии кайзера Вильгельма продемонстрировали, что изотопы бария могут быть образованы нейтронной бомбардировкой урана . Мейтнер узнала об их открытиях от Гана, и в конце декабря вместе со своим племянником, коллегой-физиком Отто Робертом Фришем , она разработала физику этого процесса, правильно интерпретировав экспериментальные данные Гана и Штрассмана. 13 января 1939 года Фриш воспроизвела процесс, который наблюдали Ган и Штрассман. В отчете Мейтнер и Фриша в выпуске Nature за февраль 1939 года они дали процессу название «деление». Открытие ядерного деления привело к разработке атомных бомб и ядерных реакторов во время Второй мировой войны .
Мейтнер не разделила Нобелевскую премию по химии 1944 года за деление ядра, которая была присуждена ее давнему коллеге Отто Гану. Несколько ученых и журналистов назвали ее исключение «несправедливым». Согласно архиву Нобелевской премии, она была номинирована 19 раз на Нобелевскую премию по химии в период с 1924 по 1948 год и 30 раз на Нобелевскую премию по физике в период с 1937 по 1967 год. Несмотря на то, что ей не присудили Нобелевскую премию, Мейтнер была приглашена на встречу лауреатов Нобелевской премии в Линдау в 1962 году. Она получила много других наград, включая посмертное присвоение элементу 109 имени мейтнерий в 1997 году. Мейтнер была восхвалена Альбертом Эйнштейном как «немецкая Мария Кюри ». [1]
Элиза Мейтнер родилась 7 ноября 1878 года в еврейской семье высшего среднего класса в семейном доме по адресу Кайзер Йозефштрассе, 27 в районе Леопольдштадт в Вене , она была третьим из восьми детей шахматного мастера Филиппа Мейтнера и его жены Хедвиг. В регистре рождений венской еврейской общины указана ее дата рождения 17 ноября 1878 года, но во всех других документах указана дата ее рождения 7 ноября, которую она и использовала. [2] Ее отец был одним из первых еврейских адвокатов, допущенных к практике в Австрии. [1] У нее было двое старших братьев и сестер, Гизела и Август (Густи), и четверо младших: Мориц (Фриц), Карола (Лола), Фрида и Вальтер; все они в конечном итоге получили высшее образование. [3] Ее отец был вольнодумцем , и она воспитывалась как таковая. [1] Будучи взрослой, она приняла христианство, следуя лютеранству , и была крещена в 1908 году; [4] [5] ее сестры Гизела и Лола приняли католичество в том же году. [5] Она также приняла сокращенное имя «Лиз». [6]
Интерес Мейтнер к науке начался, когда ей было восемь лет, когда она держала под подушкой тетрадь со своими научными исследованиями. Ее влекла математика и естественные науки, и она изучала цвета нефтяного пятна, тонких пленок и отраженного света. Единственной карьерой, доступной женщинам, было преподавание, поэтому она посещала среднюю школу для девочек, где она выучилась на учителя французского языка. Помимо французского языка, ее образование включало бухгалтерию, арифметику, историю, географию, естественные науки и гимнастику. Она окончила среднюю школу в 1892 году. Женщинам не разрешалось посещать государственные высшие учебные заведения в Вене до 1897 года, но когда это ограничение было снято, требование к образованию в гимназии было отменено, и женщинам нужно было только сдать matura , аттестат зрелости, необходимый для поступления в университет. Ее сестра Гизела сдала matura и поступила в медицинскую школу в 1900 году. Мейтнер начала брать частные уроки у двух других молодых женщин в 1899 году, втиснув недостающие годы среднего образования в два года. Физику преподавал Артур Сарваши. В июле 1901 года они сдали внешний экзамен на аттестат зрелости в Akademisches Gymnasium . Четыре из четырнадцати женщин сдали экзамен, включая Мейтнер и Генриетту Больцман, дочь физика Людвига Больцмана . [7] [8]
Мейтнер поступила в Венский университет в октябре 1901 года. [9] Она была особенно вдохновлена Людвигом Больцманом и часто с энтузиазмом отзывалась о его лекциях. [10] Ее диссертацией руководили Франц Экснер и его помощник Ганс Бенндорф . [11] Ее диссертация под названием Prüfung einer Formel Maxwells («Исследование уравнения Максвелла ») была представлена 20 ноября 1905 года и одобрена 28 ноября. Она сдала устный экзамен у Экснера и Больцмана 19 декабря, [12] и получила докторскую степень 1 февраля 1906 года. [13] Она стала второй женщиной, получившей докторскую степень по физике в Венском университете, после Ольги Штейндлер , которая получила свою степень в 1903 году; [14] третьей была Сельма Фрейд , которая работала в той же лаборатории, что и Мейтнер, и получила свою в 1906 году. [12] Диссертация Мейтнер была опубликована под названием Wärmeleitung in inhomogenen Körpern («Теплопроводность в неоднородных телах») 22 февраля 1906 года. [12] [15]
Пауль Эренфест попросил ее исследовать статью по оптике лорда Рэлея, в которой подробно описывался эксперимент, давший результаты, которые Рэлей не смог объяснить. Она смогла объяснить результаты, а также сделала прогнозы, основанные на своем объяснении, которые затем проверила экспериментально, продемонстрировав свою способность проводить независимые и неконтролируемые исследования. [16] Она опубликовала результаты в своем отчете «Некоторые выводы, полученные из формулы отражения Френеля». [17] В 1906 году, занимаясь этим исследованием, Мейтнер познакомилась со Стефаном Мейером с радиоактивностью , тогда еще совсем новой областью изучения. Она начала с альфа-частиц . В своих экспериментах с коллиматорами и металлической фольгой она обнаружила, что рассеяние в пучке альфа-частиц увеличивается с массой атомов металла. Она представила свои выводы в Physikalische Zeitschrift 29 июня 1907 года. Это был один из экспериментов, который привел Эрнеста Резерфорда к предсказанию ядерного атома . [16] [18]
Воодушевленная и поддержанная финансовой поддержкой отца, Мейтнер поступила в Университет Фридриха Вильгельма в Берлине , где преподавал известный физик Макс Планк . Планк пригласил ее к себе домой и разрешил посещать его лекции. Это был необычный жест со стороны Планка, который был известен как противник приема женщин в университеты в целом, но, по-видимому, признавал Мейтнер исключением. [19] Она подружилась с дочерьми-близнецами Планка Эммой и Гретой, которые родились в 1889 году, и разделяли любовь Мейтнер к музыке. [20] [21]
Посещение лекций Планка не занимало все ее время, и Мейтнер обратилась к Генриху Рубенсу , руководителю института экспериментальной физики, с предложением провести некоторые исследования. Рубенс сказал, что он был бы рад, если бы она работала в его лаборатории. Он также добавил, что Отто Ган в институте химии ищет физика для сотрудничества. Через несколько минут ее представили Гану. Он изучал радиоактивные вещества под руководством Уильяма Рамсея и Эрнеста Резерфорда и уже считался первооткрывателем того, что тогда считалось несколькими новыми радиоактивными элементами. [22] [23] [a] Ган был того же возраста, что и Мейтнер, и она отметила его неформальную и доступную манеру общения. [22] [23] В Монреале Ган привык к сотрудничеству с физиками, включая по крайней мере одну женщину, Харриет Брукс . [25]
Глава химического института Эмиль Фишер предоставил Гану в подвале бывшую столярную мастерскую ( Holzwerkstatt ), чтобы использовать ее в качестве лаборатории. Ган оборудовал ее электроскопами для измерения альфа- и бета-частиц и гамма-лучей . Проводить исследования в столярной мастерской было невозможно, но Альфред Сток , глава отдела неорганической химии, позволил Гану использовать пространство в одной из двух своих частных лабораторий. [27] Как и Мейтнер, Ган не получал зарплату и жил на пособие от отца, хотя и несколько большее, чем у нее. Он получил степень доктора в начале 1907 года и стал приват-доцентом . [28] Большинство химиков-органиков в химическом институте не считали работу Гана — обнаружение мельчайших следов изотопов, слишком малых, чтобы увидеть, взвесить или понюхать их по их радиоактивности, — настоящей химией. [23] Один из руководителей департамента заметил, что «невероятно, что может получить человек, будучи приват-доцентом в наши дни!» [23]
Поначалу это было сложно для Мейтнер. Женщины еще не были приняты в университеты в немецком государстве Королевство Пруссия , в которое входил Берлин. Мейтнер разрешили работать в столярном цехе, у которого был свой внешний вход, но она не могла войти в остальную часть института, включая лабораторное помещение Гана наверху. Если она хотела пойти в туалет, она должна была воспользоваться им в ресторане на улице. В следующем году женщины были приняты в прусские университеты, и Фишер снял ограничения и установил женские туалеты в здании. Не все химики были этому рады. [25] Институт физики был более терпимым, и она подружилась с физиками там, включая Отто фон Байера , Джеймса Франка , Густава Герца , Роберта Поля , Макса Планка , Петера Прингсхайма и Вильгельма Вестфаля . [29]
В первые годы работы Мейтнер с Ганом они написали девять статей: три в 1908 году и шесть в 1909 году. Вместе с Ганом она открыла и разработала физический метод разделения, известный как радиоактивная отдача , в котором дочернее ядро принудительно выбрасывается, когда оно отскакивает в момент распада. В то время как Ган был больше озабочен открытием новых элементов (теперь известных как изотопы), Мейтнер больше интересовало понимание их излучения. Она заметила, что радиоактивная отдача, которая была открыта Гарриет Брукс в 1904 году, может быть новым способом обнаружения радиоактивных веществ. Вскоре они открыли еще два новых изотопа, висмут-211 и таллий-207. [30] [31] [32] Мейтнер особенно интересовали бета-частицы. К этому времени было известно, что это электроны . Альфа-частицы испускались с характерной энергией, и она ожидала, что это будет справедливо и для бета-частиц. Хан и Мейтнер тщательно измерили поглощение бета-частиц алюминием, но результаты оказались загадочными. В 1914 году Джеймс Чедвик обнаружил, что электроны, испускаемые ядром, образуют непрерывный спектр, но Мейтнер с трудом верила в это, поскольку это, казалось, противоречило квантовой физике , которая считала, что электроны в атоме могут занимать только дискретные энергетические состояния (кванты). [33]
В 1912 году Ган и Мейтнер переехали в недавно основанный Институт кайзера Вильгельма (KWI) по химии в Берлине. Ган принял предложение Фишера стать младшим ассистентом, отвечающим за его радиохимический отдел, первую лабораторию такого рода в Германии. Работа сопровождалась званием «профессор» и зарплатой в 5000 марок в год (что эквивалентно 29 000 евро в 2021 году). В отличие от университетов, в частном KWI не было политики, исключающей женщин, но Мейтнер работала бесплатно в качестве «гостя» в отделе Гана. [34] [35] Она могла столкнуться с финансовыми трудностями после смерти своего отца в 1910 году. Опасаясь, что она может вернуться в Вену, Планк назначил ее своим ассистентом в Институте теоретической физики в Университете Фридриха Вильгельма. В этом качестве она проверяла работы его студентов. Это была ее первая оплачиваемая должность. Ассистент был самой низкой ступенькой на академической лестнице, и Мейтнер была первой женщиной-научным ассистентом в Пруссии. [34] [26]
Гордые чиновники представили Мейтнер кайзеру Вильгельму II на официальном открытии Института химии KWI 23 октября 1912 года. [36] В следующем году она стала Mitglied (ассоциированным лицом), как и Ган (хотя ее зарплата была все еще меньше), [35] а отдел радиоактивности стал лабораторией Гана-Мейтнера. Мейтнер отпраздновала это событие званым ужином в отеле Adlon . Зарплаты Гана и Мейтнер вскоре будут затмены роялти от мезотория («средний торий», радий-228, также называемый «немецким радием»), производимого для медицинских целей, за который Ган получил 66 000 марок в 1914 году (что эквивалентно 369 000 евро в 2021 году). Он отдал десять процентов Мейтнер. [37] В 1914 году Мейтнер предложили академическую должность в Праге , которая тогда была частью ее страны Австро-Венгрии . Планк ясно дал понять Фишеру, что не хочет, чтобы Мейтнер уезжала, и Фишер договорился об увеличении ее зарплаты вдвое до 3000 марок (что эквивалентно 17 000 евро в 2021 году). [38]
Переезд в новое помещение оказался удачным, так как деревообрабатывающий цех был полностью загрязнен радиоактивными жидкостями, которые были пролиты, и радиоактивными газами, которые выветрились и распались, а затем оседали в виде радиоактивной пыли, что делало чувствительные измерения невозможными. Чтобы гарантировать, что их чистые новые лаборатории оставались такими, Хан и Мейтнер ввели строгие процедуры. Химические и физические измерения проводились в разных комнатах, люди, работающие с радиоактивными веществами, должны были следовать протоколам, которые включали в себя не пожимание рук, а рулоны туалетной бумаги висели рядом с каждым телефоном и дверной ручкой. Сильно радиоактивные вещества хранились в старом деревообрабатывающем цехе, а позже в специально построенном радиевом доме на территории института. [38]
В июле 1914 года — незадолго до начала Первой мировой войны — Хан была призвана на действительную военную службу в полк Ландвера . [39] [40] Мейтнер прошла обучение на рентгенолога и курс анатомии в городской больнице в Лихтерфельде . [26] Тем временем она завершила как работу над спектром бета-лучей, которую она начала до войны с Ханом и Байером, так и собственное исследование цепи распада урана . [41] В июле 1915 года она вернулась в Вену, где присоединилась к австрийской армии в качестве медсестры-рентгенолога. Ее подразделение было развернуто на Восточном фронте в Польше, и она также служила на итальянском фронте, прежде чем была демобилизована в сентябре 1916 года. [42]
Мейтнер вернулась в KWI для химии и своих исследований в октябре. В январе 1917 года она была назначена руководителем собственного физического отдела. Лаборатория Гана-Мейтнера была разделена на отдельные лаборатории Гана и Мейтнера, и ее зарплата была увеличена до 4000 марок (что эквивалентно 10 000 евро в 2021 году). [1] [45] Ган вернулся в Берлин в отпуск, и они обсудили еще один незаконченный проект своей довоенной работы: поиск материнского изотопа актиния (элемент 89). Согласно закону радиоактивного смещения Фаянса и Содди , это должен был быть изотоп неоткрытого элемента 91 в периодической таблице , который лежал между торием (элемент 90) и ураном (элемент 92). Казимир Фаянс и Освальд Хельмут Геринг открыли недостающий элемент в 1913 году и назвали его бревиумом из -за его короткого периода полураспада. Однако изотоп, который они обнаружили, был бета-излучателем и, следовательно, не мог быть материнским изотопом актиния. Это должен был быть другой изотоп того же элемента. [46]
В 1914 году Ган и Мейтнер разработали новую технологию отделения танталовой группы от урановой обманки , которая, как они надеялись, ускорит выделение нового изотопа. Когда Мейтнер возобновила эту работу в 1917 году, Ган и большинство студентов, лаборантов и техников были призваны на службу в вооруженные силы, поэтому Мейтнер пришлось все делать самой. В феврале она извлекла 2 грамма диоксида кремния ( SiO
2) из 21 грамма урана. Она отложила 1,5 грамма и добавила пентафторид тантала ( TaF
5) носитель к другим 0,5 граммам, которые она растворила во фтористом водороде ( HF ). Затем она прокипятила его в концентрированной серной кислоте ( H
2ТАК
4), осадил то, что считалось элементом 91, и подтвердил, что это был альфа-излучатель. Хан вернулся домой в отпуск в апреле, и вместе они разработали серию тестов, чтобы исключить другие источники альфа-частиц. Единственными известными с похожим химическим поведением были свинец-210 (который распадается на альфа-излучатель полоний-210 через висмут-210 ) и торий-230 . [46]
Для этого требовалось больше урана. Мейтнер отправилась в Вену, где встретилась со Стефаном Мейером. Экспорт урана из Австрии был запрещён из-за ограничений военного времени, но Мейер смог предложить ей килограмм остатков урана, урана, из которого был удалён уран, что на самом деле лучше подходило для её целей. Тесты показали, что альфа-активность была вызвана не этими веществами. Теперь оставалось только найти доказательства актиния. Для этого требовалось ещё больше урана, но на этот раз Мейер не мог помочь, так как экспорт теперь был запрещён. Мейтнер удалось получить 100 г «двойного остатка» — урана без урана или радия — от Фридриха Оскара Гизеля и начать испытания с 43 граммами, но его состав был другим, и поначалу её тесты не работали. С помощью Гизеля она смогла получить чистый продукт, который был сильно радиоактивным. К декабрю 1917 года ей удалось выделить как материнский изотоп, так и его дочерний продукт актиний. Она представила свои выводы для публикации в марте 1918 года. [46] [47]
Хотя Фаянс и Геринг были первыми, кто открыл этот элемент, обычай требовал, чтобы элемент был представлен его самым долгоживущим и наиболее распространенным изотопом, и бревиум не казался подходящим. Фаянс согласился с тем, чтобы Мейтнер назвала элемент «проактиний» (впоследствии сокращенный до протактиния ), и присвоила ему химический символ Pa. В июне 1918 года Содди и Джон Крэнстон объявили, что они независимо друг от друга извлекли образец изотопа, но в отличие от Мейтнер они не смогли описать его характеристики. Они признали приоритет Мейтнер и согласились с названием. Связь с ураном оставалась загадкой, поскольку ни один из двух известных изотопов урана ( уран-234 и уран-238 ) не распадался на протактиний. Она оставалась неразгаданной, пока уран-235 не был открыт Артуром Джеффри Демпстером в 1935 году. [46] [48]
В 1921 году Мейтнер приняла приглашение Манне Зигбана приехать в Швецию и прочитать серию лекций по радиоактивности в качестве приглашенного профессора в Лундском университете . Она обнаружила, что в Швеции было проведено очень мало исследований по радиоактивности, но она горела желанием узнать больше о рентгеновской спектроскопии , которая была специальностью Зигбана. В его лаборатории она познакомилась с голландским докторантом Дирком Костером , который изучал рентгеновскую спектроскопию, и его женой Мип, которая работала над своей докторской диссертацией по индонезийскому языку и культуре. Вооруженная своими недавно приобретенными знаниями в области рентгеновской спектроскопии, Мейтнер по-новому взглянула на спектры бета-лучей, когда вернулась в Берлин. [49] Было известно, что часть бета-излучения была первичной, при этом электроны выбрасывались непосредственно из ядра, а часть была вторичной, при которой альфа-частицы из ядра выбивали электроны с орбиты. Мейтнер скептически отнеслась к утверждению Чедвика о том, что спектральные линии были полностью обусловлены вторичными электронами, в то время как первичные образовывали непрерывный спектр. [50] Используя методы, разработанные Жаном Данишем , она исследовала спектры свинца-210, радия-226 и тория-238 . [51] Мейтнер открыла причину испускания электронов с поверхностей атомов с «сигнатурными» энергиями, теперь известную как эффект Оже-Мейтнера , в 1922 году. [52] [53] Эффект назван в честь Пьера Виктора Оже , который независимо открыл его в 1923 году. [54] [55]
.jpg/1280px-Bohr_Heisenberg_Pauli_Meitner_u.a._1937_(cropped).jpg)
Женщинам было предоставлено право на хабилитацию в Пруссии в 1920 году, а в 1922 году Мейтнер получила свою хабилитацию и стала приват-доцентом . Она была первой женщиной, получившей свою хабилитацию по физике в Пруссии, и только второй в Германии после Хедвиг Кон . Поскольку Мейтнер уже опубликовала более 40 работ, ей не требовалось представлять диссертацию, но Макс фон Лауэ рекомендовал не отменять требование о вступительной лекции, поскольку ему было интересно то, что она должна была сказать. Поэтому она прочитала вступительную лекцию на тему «Проблемы космической физики». [56] С 1923 по 1933 год она преподавала коллоквиум или практическое занятие в Университете Фридриха Вильгельма каждый семестр и руководила докторантами в KWI по химии. [56] В 1926 году она стала außerordentlicher Professor (экстраординарным профессором), первой женщиной-профессором физики в университете Германии. Ее физическая секция стала больше, и она приобрела постоянного помощника. Ученые из Германии и со всего мира приезжали в KWI на химию, чтобы проводить исследования под ее руководством. [56] В 1930 году Мейтнер преподавала семинар по «Вопросам атомной физики и атомной химии» вместе с Лео Силардом . [57]
Мейтнер построила камеру Вильсона в KWI для химии, первую в Берлине, и вместе со своим студентом Куртом Фрайтагом изучала треки альфа-частиц, которые не сталкивались с ядром. [58] Позже вместе со своим помощником Куртом Филиппом она использовала ее для получения первых изображений следов позитронов из гамма-излучения. Она доказала утверждение Чедвика о том, что дискретные спектральные линии были полностью результатом вторичных электронов, и непрерывные спектры, следовательно, действительно были полностью вызваны первичными. В 1927 году Чарльз Драммонд Эллис и Уильям Альфред Вустер измерили энергию непрерывного спектра, полученного при бета-распаде висмута-210 при 0,34 МэВ , где энергия каждого распада составляла 0,35 МэВ. Таким образом, спектр объяснял почти всю энергию, но не всю. Мейтнер нашла этот результат настолько тревожным, что повторила эксперимент с Вильгельмом Ортманном, используя улучшенный метод, и проверила результаты Эллиса и Вустера. [50] [59] [60]
Оказалось, что закон сохранения энергии не действовал для бета-распада, что Мейтнер считала неприемлемым. В 1930 году Вольфганг Паули написал открытое письмо Мейтнер и Гансу Гейгеру , в котором предположил, что непрерывный спектр был вызван испусканием второй частицы во время бета-распада, которая не имела электрического заряда и малой или нулевой массы покоя . Эту идею подхватил Энрико Ферми в своей теории бета-распада 1934 года , и он дал название « нейтрино » гипотетической нейтральной частице. В то время было мало надежды обнаружить нейтрино, но в 1956 году Клайд Коуэн и Фредерик Рейнес сделали именно это. [50]
Адольф Гитлер был приведен к присяге в качестве канцлера Германии 30 января 1933 года, поскольку его нацистская партия (НСДАП) теперь была крупнейшей партией в Рейхстаге . [61] Закон от 7 апреля 1933 года о восстановлении профессиональной государственной службы удалил евреев с государственной службы, включая академическую. Мейтнер никогда не пыталась скрыть свое еврейское происхождение, но изначально была освобождена от его влияния по нескольким причинам: она работала до 1914 года, служила в армии во время Первой мировой войны, была австрийской, а не немецкой гражданкой, а Институт кайзера Вильгельма был государственно-промышленным партнерством. [62] Однако 6 сентября ее уволили с должности адъюнкт-профессора на том основании, что ее служба во время Первой мировой войны не была на фронте, и она не завершила свою хабилитацию до 1922 года. Это не повлияло на ее зарплату или работу в KWI по химии. [63] Карл Бош , директор IG Farben , главного спонсора KWI по химии, заверил Мейтнер, что ее положение там надежно. [62] Хотя Хан и Мейтнер оставались у власти, их помощники, Отто Эрбахер и Курт Филипп, соответственно, которые оба были членами НСДАП, получили все большее влияние на повседневное управление институтом. [64]
Другим не так повезло; ее племянник Отто Роберт Фриш был уволен со своего поста в Институте физической химии в Гамбургском университете , как и Отто Штерн , директор института. Штерн нашел Фришу должность у Патрика Блэкетта в колледже Биркбек в Англии, [65] а позже он работал в Институте Нильса Бора в Копенгагене с 1934 по 1939 год. [66] Фриц Штрассман приехал в Институт химии кайзера Вильгельма, чтобы учиться у Гана и улучшить свои перспективы трудоустройства. Он отклонил выгодное предложение о работе, потому что это требовало политической подготовки и членства в нацистской партии, и вышел из Общества немецких химиков, когда оно стало частью нацистского немецкого трудового фронта, вместо того чтобы стать членом контролируемой нацистами организации. В результате он не мог ни работать в химической промышленности, ни получить хабилитацию. Мейтнер убедила Гана нанять его в качестве помощника. Вскоре он был указан как третий соавтор в работах, которые они подготовили, а иногда даже был указан первым. [67] [68] Между 1933 и 1935 годами Мейтнер публиковалась исключительно в журнале Naturwissenschaften , поскольку его редактор Арнольд Берлинер был евреем, и он продолжал принимать заявки от еврейских ученых. Это вызвало бойкот издания, и в августе 1935 года издатель Springer-Verlag уволил Берлинера. [69]
После того, как Чедвик открыл нейтрон в 1932 году, [70] Ирен Кюри и Фредерик Жолио облучили алюминиевую фольгу альфа-частицами и обнаружили, что это приводит к короткоживущему радиоактивному изотопу фосфора . Они отметили, что эмиссия позитронов продолжалась после прекращения облучения. Они не только открыли новую форму радиоактивного распада, но и превратили элемент в доселе неизвестный радиоактивный изотоп другого, тем самым вызвав радиоактивность там, где ее раньше не было. Радиохимия теперь больше не ограничивалась определенными тяжелыми элементами, а распространилась на всю периодическую таблицу. [71] [72] Чедвик отметил, что, будучи электрически нейтральными, нейтроны могли проникать в ядро легче, чем протоны или альфа-частицы. [73] Энрико Ферми и его коллеги в Риме подхватили эту идею, [74] и начали облучать элементы нейтронами. [75]
Закон радиоактивного смещения Фаянса и Содди гласил, что бета-распад заставляет изотопы перемещаться на один элемент вверх в периодической таблице, а альфа-распад заставляет их перемещаться на два элемента вниз. Когда группа Ферми бомбардировала атомы урана нейтронами, они обнаружили сложную смесь периодов полураспада. Поэтому Ферми пришел к выводу, что были созданы новые элементы с атомными номерами больше 92 (известные как трансурановые элементы ). [75] Мейтнер и Ган не сотрудничали много лет, но Мейтнер стремился исследовать результаты Ферми. Ган изначально не был, но он изменил свое мнение, когда Аристид фон Гроссе предположил, что то, что обнаружил Ферми, было изотопом протактиния. [76] «Единственный вопрос», — позже писал Хан, — «казалось, что Ферми обнаружил изотопы трансурановых элементов или изотопы следующего низшего элемента, протактиния. В то время Лиз Мейтнер и я решили повторить эксперименты Ферми, чтобы выяснить, является ли 13-минутный изотоп изотопом протактиния или нет. Это было логичное решение, поскольку мы были первооткрывателями протактиния». [77]
Между 1934 и 1938 годами Ган, Мейтнер и Штрассман обнаружили большое количество радиоактивных продуктов трансмутации, все из которых они считали трансурановыми. [78] В то время существование актинидов еще не было установлено, и уран ошибочно считался элементом 6-й группы, похожим на вольфрам . Из этого следовало, что первые трансурановые элементы будут похожи на элементы 7-10-й групп, рений и платиноиды . Они установили наличие множественных изотопов по крайней мере четырех таких элементов и (ошибочно) идентифицировали их как элементы с атомными номерами от 93 до 96. Они были первыми учеными, которые измерили 23-минутный период полураспада синтетического радиоизотопа урана-239 и установили химическим путем, что это изотоп урана, но со своими слабыми источниками нейтронов они не смогли продолжить эту работу до ее логического завершения и идентифицировать настоящий элемент 93. Они идентифицировали десять различных периодов полураспада с разной степенью уверенности. Чтобы объяснить их, Мейтнер пришлось выдвинуть гипотезу о новом классе реакций и альфа-распаде урана, ни один из которых ранее не был описан и для которого не хватало физических доказательств. Ган и Штрассман усовершенствовали свои химические процедуры, в то время как Мейтнер разработала новые эксперименты для изучения процессов реакции. [79]
В мае 1937 года Хан и Мейтнер опубликовали параллельные отчеты: один в Zeitschrift für Physik с Мейтнер в качестве первого автора, и один в Chemische Berichte с Ханом в качестве первого автора. [79] [80] [81] Хан завершил свою речь решительным заявлением: Vor allem steht ihre chemische Verschiedenheit von allen bisher bekannten Elementen außerhalb jeder Diskussion («Прежде всего, их химическое отличие от всех ранее известных элементов не нуждается в дальнейшем обсуждении»). [81] Мейтнер становилась все более неуверенной. Она рассматривала возможность того, что реакции происходили с разными изотопами урана; были известны три: уран-238, уран-235 и уран-234. Однако, когда она рассчитала нейтронное поперечное сечение , оно оказалось слишком большим, чтобы принадлежать чему-либо иному, кроме самого распространенного изотопа, урана-238, и она пришла к выводу, что это, должно быть, еще один случай ядерной изомерии — явления, которое Хан открыл в протактинии много лет назад. Поэтому она закончила свой доклад на совершенно иной ноте, чем Хан, сообщив, что: «Процесс должен представлять собой захват нейтронов ураном-238, что приводит к трем изомерным ядрам урана-239. Этот результат очень трудно согласовать с современными концепциями ядро." [80] [82]
С аншлюсом , аннексией Австрии Германией 12 марта 1938 года, Мейтнер потеряла австрийское гражданство. [83] Нильс Бор предложил ей читать лекции в Копенгагене, а Пауль Шеррер пригласил ее посетить конгресс в Швейцарии, оплатив все расходы. Карл Бош все еще говорил, что она может остаться в KWI на факультете химии, но к маю она узнала, что Министерство науки, образования и культуры Рейха изучает ее дело. 9 мая она решила принять приглашение Бора поехать в Копенгаген, где работал Фриш, [84] но когда она пошла в датское консульство, чтобы получить туристическую визу , ей сказали, что Дания больше не признает ее австрийский паспорт действительным. Она не может уехать в Данию, Швейцарию или любую другую страну. [85]
Бор приехал в Берлин в июне и был серьезно обеспокоен. Когда он вернулся в Копенгаген, он начал искать должность для Мейтнер в Скандинавии. Он также попросил Ганса Крамерса узнать, есть ли что-нибудь в наличии в Нидерландах. Крамерс связался с Костером, который, в свою очередь, уведомил Адриана Фоккера . Костер и Фоккер попытались обеспечить должность для Мейтнер в Университете Гронингена . Они обнаружили, что Фонд Рокфеллера не будет поддерживать ученых-беженцев, и что Международная федерация женщин с университетским образованием была завалена заявлениями о поддержке из Австрии. 27 июня Мейтнер получила предложение о годичной должности в новой лаборатории Manne Siegbahn в Стокгольме , которая тогда находилась в стадии строительства и которая будет посвящена ядерной физике, и она решила его принять. Но 4 июля она узнала, что ученым больше не будут выдавать разрешения на поездки за границу. [86]
Через Бора в Копенгагене Петер Дебай связался с Костером и Фоккером, и они обратились в Министерство образования Нидерландов с просьбой разрешить Мейтнер приехать в Нидерланды. Поскольку иностранцам не разрешалось работать за плату, требовалось назначение в качестве неоплачиваемого приват-доцента . Вандер Йоханнес де Хаас и Антон Эдуард ван Аркель организовали одно назначение в Лейденском университете . [87] Костер также поговорил с начальником пограничной охраны, который заверил его, что Мейтнер будет принята. Друг Костера, Э. Х. Эбельс, был местным политиком из приграничной зоны, и он напрямую поговорил с пограничниками. [88]
11 июля Костер прибыл в Берлин, где остановился у Дебая. [88] На следующее утро Мейтнер рано приехала в KWI на химию, и Хан проинформировал ее о плане. Чтобы избежать подозрений, она придерживалась своего обычного распорядка, оставаясь в институте до 20:00, корректируя одну из статей коллеги для публикации. Хан и Поль Росбауд помогли ей упаковать два небольших чемодана, взяв с собой только летнюю одежду. Хан дал ей бриллиантовое кольцо, которое он унаследовал от своей матери на случай чрезвычайной ситуации; она взяла с собой всего 10 марок (что эквивалентно 40 евро в 2021 году). Затем она провела ночь в доме Хана. На следующее утро Мейтнер встретилась с Костером на железнодорожной станции, где они сделали вид, что встретились случайно. Они ехали по малоиспользуемой линии до железнодорожной станции Бад-Ньивесханс на границе, которую они пересекли без происшествий; [89] Немецкие пограничники, возможно, думали, что Мейтнер была женой профессора. [90] Телеграмма от Паули сообщила Костеру, что он теперь «так же известен похищением Лизы Мейтнер, как и открытием гафния». [91]
26 июля Мейтнер узнала, что Швеция предоставила ей разрешение на въезд по ее австрийскому паспорту, и два дня спустя она вылетела в Копенгаген, где ее встретил Фриш, и остановилась у Нильса и Маргрете Бор в их доме отдыха в Тисвилде . 1 августа она отправилась на поезде и пароходе на станцию Гетеборг в Швеции, где ее встретила Ева фон Бар . Они сели на поезд, а затем на пароход, и отправились в дом фон Бар в Кунгэльве , где она оставалась до сентября. [92] Хан сообщил всем в KWI по химии, что Мейтнер уехала в Вену навестить своих родственников, и несколько дней спустя институт закрылся на лето. 23 августа она написала Бошу письмо с просьбой об уходе на пенсию. [93] Он попытался отправить ее вещи в Швецию, но Министерство образования Рейха настояло на том, чтобы они остались в Германии. [94]
Мейтнер также беспокоилась о своей семье в Австрии. Одним из ее первых действий в Швеции было подача заявления на получение шведского разрешения на иммиграцию для Густи и ее мужа Юстиниана (Ютца) Фриша. [94] Хан выбрал Йозефа Маттауха , чтобы заменить ее на посту главы отдела физики, и отправился в Вену, чтобы предложить ему работу. Там он обедал с сестрами Мейтнер Густи и Гизелой и их мужьями Ютцем Фришем и Карлом Лионом 9 ноября. На следующий день Густи сообщила ему, что Фриш арестован. В тот день Мейтнер прибыла в Копенгаген; получение визы для поездки было затруднительным из-за ее недействительного австрийского паспорта. Хан присоединился к ней в Копенгагене 13 ноября и обсудил исследования урана с Мейтнер, Бором и Отто Робертом Фришем. [95]
Ган и Штрассман выделили три изотопа радия (проверенные по их периодам полураспада) и использовали фракционную кристаллизацию, чтобы отделить его от носителя бария, добавляя кристаллы бромида бария в четыре этапа. Поскольку радий преимущественно осаждается в растворе бромида бария, на каждом этапе отбираемая фракция содержала меньше радия, чем предыдущая. Однако они не обнаружили никакой разницы между каждой из фракций. На случай, если их процесс был каким-то образом неисправен, они проверили его с помощью известных изотопов радия; процесс был в порядке. 19 декабря Ган написал Мейтнер, сообщив ей, что изотопы радия ведут себя химически как барий. Стремясь закончить до рождественских каникул, Ган и Штрассман представили свои выводы в Naturwissenschaften 22 декабря, не дожидаясь ответа Мейтнер. [97] Хан завершил статью словами: «Как химики... мы должны заменить символы Ba, La, Ce на Ra, Ac, Th. Как «атомные химики», довольно близкие к физике, мы пока не можем заставить себя сделать этот шаг, который противоречит всему предыдущему опыту в физике». [98]
Фриш обычно праздновала Рождество с Мейтнер в Берлине, но в 1938 году она приняла приглашение от Евы фон Бар провести его с семьей в Кунгэльве , и Мейтнер попросила Фриш присоединиться к ней там. Мейтнер получила письмо от Гана, в котором описывалось его химическое доказательство того, что часть продукта бомбардировки урана нейтронами была барием. Атомная масса бария была на 40% меньше, чем уран, и ни один из ранее известных методов радиоактивного распада не мог объяснить такую большую разницу в массе ядра. [99] [100] Тем не менее, она немедленно ответила Гану, сказав: «В настоящий момент предположение о таком радикальном распаде кажется мне очень трудным, но в ядерной физике мы испытали так много сюрпризов, что нельзя безоговорочно сказать: «Это невозможно». [101]
Мейтнер отвергла возможность того, что идентификация бария Ганом была ошибочной; ее вера в компетентность Гана как химика была абсолютной. Затем Мейтнер и Фриш рассмотрели, как это могло быть возможным. Предыдущие попытки расщепления атома никогда не имели достаточно энергии, чтобы отколоть больше, чем отдельные протоны или альфа-частицы, но ядро бария было намного больше. Они рассмотрели жидкокапельную модель ядра, предложенную Джорджем Гамовым : возможно, капля могла бы стать удлиненной, а затем разделить себя на две части. [102]
Фриш позже писал:
В этот момент мы оба сели на ствол дерева (все эти обсуждения происходили, пока мы шли по лесу по снегу, я на лыжах, Лиза Мейтнер оправдывала свое заявление, что она может ходить так же быстро без них), и начали подсчитывать на клочках бумаги. Мы обнаружили, что заряд ядра урана действительно достаточно велик, чтобы почти полностью преодолеть эффект поверхностного натяжения; поэтому ядро урана действительно может напоминать очень шаткую нестабильную каплю, готовую разделиться при малейшем раздражении, например, при ударе одного нейтрона.
Но была и другая проблема. После разделения две капли разъединялись бы из-за взаимного электрического отталкивания и приобретали бы высокую скорость и, следовательно, очень большую энергию, около 200 МэВ в целом; откуда могла бы взяться эта энергия? К счастью, Лиз Мейтнер вспомнила эмпирическую формулу для вычисления масс ядер и вычислила, что два ядра, образованные делением ядра урана вместе, будут легче исходного ядра урана примерно на одну пятую массы протона. Теперь, когда исчезает масса, создается энергия, согласно формуле Эйнштейна E = mc2 , а одна пятая массы протона была как раз эквивалентна 200 МэВ. Так вот был источник этой энергии; все совпало! [102]
_(11049703086).jpg/1280px-75th_Anniversary_Discovery_of_Nuclear_Fission_(01311665)_(11049703086).jpg){kind=spacer}
Мейтнер и Фриш правильно интерпретировали результаты Гана, означающие, что ядро урана раскололось примерно пополам. Первые две реакции, которые наблюдала берлинская группа, были легкими элементами, созданными при распаде ядер урана; третья, 23-минутная, была распадом на настоящий элемент 93. [103] Вернувшись в Копенгаген, Фриш сообщил об этом Бору, который хлопнул себя по лбу и воскликнул: «Какими идиотами мы были!» [104] Бор обещал ничего не говорить, пока они не подготовят статью к публикации. Чтобы ускорить процесс, они решили отправить одностраничную заметку в Nature . На тот момент единственным доказательством, которое у них было, был барий. Логично, что если образовался барий, то другим элементом должен быть криптон [ 105], но Ган ошибочно полагал, что атомные массы должны быть в сумме 239, а не атомные номера в сумме 92, и думал, что это мазурий ( технеций ), и поэтому не стал его проверять: [106]
В ходе серии междугородних телефонных звонков Мейтнер и Фриш придумали простой эксперимент, чтобы подкрепить свое заявление: измерить отдачу осколков деления, используя счетчик Гейгера с порогом, установленным выше, чем у альфа-частиц. Фриш провел эксперимент 13 января и обнаружил импульсы, вызванные реакцией, как они и предсказывали. [105] Он решил, что ему нужно название для недавно открытого ядерного процесса. Он поговорил с Уильямом А. Арнольдом, американским биологом, работавшим с Джорджем де Хевеши , и спросил его, как биологи называют процесс, посредством которого живые клетки делятся на две части. Арнольд сказал ему, что биологи называют это делением . Затем Фриш применил это название к ядерному процессу в своей статье. [108] Он отправил обе статьи в Nature 16 января; совместно написанная заметка появилась в печати 11 февраля, а статья Фриша об отдаче — 18 февраля. [109] [110]
Эти три доклада, первые публикации Гана-Штрассмана от 6 января и 10 февраля 1939 года, а также публикация Фриша-Мейтнер от 11 февраля 1939 года, оказали электризующее воздействие на научное сообщество. [111] В 1940 году Фриш и Рудольф Пайерлс подготовили меморандум Фриша-Пайерлса , в котором было установлено, что атомный взрыв может быть произведен. [112]
Несмотря на многочисленные почести, которые Мейтнер получила при жизни, она не получила Нобелевскую премию, в то время как она была присуждена Отто Гану за открытие ядерного деления. Она была номинирована 49 раз на Нобелевские премии по физике и химии, но никогда не выигрывала. [113] 15 ноября 1945 года Королевская шведская академия наук объявила, что Ган был награжден Нобелевской премией по химии 1944 года за «его открытие деления тяжелых атомных ядер». [114] [c] Мейтнер была той, кто сказал Гану и Штрассману более подробно проверить их радий, и именно она сказала Гану, что ядро урана может распадаться. Без этих вкладов Мейтнер Ган не обнаружил бы, что ядро урана может делиться пополам. [116]
В 1945 году Нобелевский комитет по химии в Швеции, который выбирал Нобелевскую премию по химии, решил присудить эту премию исключительно Гану, который узнал об этом из газеты, находясь под стражей в Фарм-Холле в Англии. В 1990-х годах долгое время засекреченные записи заседаний Нобелевского комитета стали общедоступными, и всеобъемлющая биография Мейтнер, опубликованная в 1996 году Рут Левин Сайм, воспользовалась этим рассекречиванием, чтобы пересмотреть исключение Мейтнер. [115] В статье 1997 года в журнале Американского физического общества Physics Today Сайм и ее коллеги Элизабет Кроуфорд и Марк Уокер писали:
Похоже, что Лиза Мейтнер не разделила премию 1944 года, потому что структура Нобелевских комитетов была плохо приспособлена для оценки междисциплинарной работы; потому что члены химического комитета не смогли или не захотели справедливо оценить ее вклад; и потому что во время войны шведские ученые полагались на свои собственные ограниченные знания. Исключение Мейтнер из премии по химии можно вполне обобщить как смесь дисциплинарной предвзятости, политической тупости, невежества и спешки. [115]
Макс Перуц , лауреат Нобелевской премии по химии 1962 года, пришел к аналогичному выводу:
Документы, приведшие к этой несправедливой награде, которые на протяжении пятидесяти лет хранились в архивах Нобелевского комитета, теперь показывают, что затянувшиеся обсуждения Нобелевского жюри были затруднены отсутствием признания как совместной работы, предшествовавшей открытию, так и письменных и устных вкладов Мейтнер после ее бегства из Берлина. [117] [118]
В состав комитета по физике из пяти человек входили Манне Зигбан; его бывший студент Эрик Хультен, профессор экспериментальной физики в Уппсальском университете ; и Аксель Линд, который в конечном итоге стал преемником Хультена. Все трое были частью школы рентгеновской спектроскопии Зигбана. Плохие отношения между Зигбаном и Мейтнер сыграли здесь свою роль, как и предвзятость в сторону экспериментальной, а не теоретической физики. [115] [119] В своем отчете о работе Мейтнер и Фриша Хультен опирался на довоенные статьи. Он не считал, что их работа была новаторской, и утверждал, что премия по физике была присуждена за экспериментальную, а не теоретическую работу, чего не было уже много лет. [115] В то время сама Мейтнер написала в письме: «Конечно, Ган полностью заслужил Нобелевскую премию по химии. В этом нет никаких сомнений. Но я считаю, что Фриш и я внесли немалый вклад в прояснение процесса деления урана — как он возникает и что он производит так много энергии, и это было чем-то очень далеким от Гана». [120] [121] Нобелевская премия Гана ожидалась давно; и он, и Мейтнер были номинированы на премии по химии и физике несколько раз еще до открытия ядерного деления. Согласно архиву Нобелевской премии, она была номинирована 19 раз на Нобелевскую премию по химии в период с 1924 по 1948 год и 30 раз на Нобелевскую премию по физике в период с 1937 по 1967 год. Среди ее номинантов были Артур Комптон , Дирк Костер, Казимир Фаянс, Джеймс Франк, Отто Ган, Оскар Кляйн , Нильс Бор, Макс Планк и Макс Борн . [122] [123] Несмотря на то, что Мейтнер не была удостоена Нобелевской премии, ее пригласили принять участие во встрече лауреатов Нобелевской премии в Линдау в 1962 году. [124]
Мейтнер обнаружила, что Зигбан не хочет ее. Когда предложение приехать в Швецию было продлено, он сказал, что у него нет денег, и он может только предложить Мейтнер место для работы. Затем Ева фон Бар написала Карлу Вильгельму Озеену , который предоставил деньги из Нобелевского фонда. Это оставило ей лабораторное пространство, но теперь ей пришлось выполнять работу, которую она могла делегировать своим лаборантам в течение предыдущих двадцати лет. [125] Рут Левин Сайм писала, что:
В Швеции не было общей симпатии к беженцам из нацистской Германии: страна была маленькой, со слабой экономикой и без иммигрантских традиций, а ее академическая культура всегда была твердо прогерманской, традиция, которая не сильно изменилась до середины войны, когда стало очевидно, что Германия не победит. Во время войны члены группы Зигбана считали Мейтнер аутсайдером, замкнутым и подавленным; они не понимали перемещения и тревоги, общих для всех беженцев, или травмы от потери друзей и родственников в Холокосте, или исключительной изоляции женщины, которая целеустремленно посвятила свою жизнь своей работе. [125]
14 января 1939 года Майтнер узнала, что ее зять Ютц был освобожден из Дахау , и ему и ее сестре Густи разрешили эмигрировать в Швецию. [126] Начальник Ютца, Готфрид Берманн , сбежал в Швецию, [126] и он предложил Ютцу вернуться на свою старую работу в издательской фирме, если он сможет приехать. Нильс Бор ходатайствовал перед шведским чиновником, Юститьерадом Александерссоном, который сказал, что Ютц получит разрешение на работу по прибытии в Швецию. Он работал там, пока не вышел на пенсию в 1948 году, а затем переехал в Кембридж, чтобы присоединиться к Отто Роберту Фришу. [127] Ее сестра Гизела и зять Карл Лион переехали в Англию, [128] и Майтнер также рассматривала возможность переезда туда. Она посетила Кембридж в июле 1939 года и приняла предложение от Уильяма Лоуренса Брэгга и Джона Кокрофта о должности в Кавендишской лаборатории по трехлетнему контракту с колледжем Гертон в Кембридже , но Вторая мировая война началась в сентябре 1939 года прежде, чем она смогла переехать. [129]
В Швеции Мейтнер продолжала свои исследования, как могла. Она измерила нейтронные сечения тория, свинца и урана, используя диспрозий в качестве детектора нейтронов, [125] метод анализа, впервые разработанный Джорджем де Хевеши и Хильдой Леви . [130] Ей удалось организовать приезд Хедвиг Кон, которой грозила депортация в Польшу, в Швецию и, в конечном итоге, эмиграцию в Соединенные Штаты через Советский Союз . Ей не удалось вывезти Стефана Майера из Германии, [131] но ему удалось пережить войну. [132] Она отклонила предложение присоединиться к Фришу в британском вкладе в Манхэттенский проект в Лос-Аламосской лаборатории , заявив: «Я не буду иметь ничего общего с бомбой!» [133] Позже она сказала, что атомные бомбардировки Хиросимы и Нагасаки стали для нее неожиданностью, и что ей «жаль, что бомбу пришлось изобрести». [134] После войны Мейтнер признала свою собственную моральную ошибку, оставшись в Германии с 1933 по 1938 год. Она писала: «Это было не только глупо, но и очень неправильно, что я не уехала сразу». [135] Она сожалела о своем бездействии в этот период, а также резко критиковала Гана, Макса фон Лауэ, Вернера Гейзенберга и других немецких ученых. В письме от июня 1945 года, адресованном Гану, которое он так и не получил, она писала:
Вы все работали на нацистскую Германию. И вы даже не пытались пассивно сопротивляться. Конечно, для очистки совести вы помогали некоторым угнетенным людям здесь и там, но миллионы невинных людей были убиты, и не было никакого протеста. Здесь, в нейтральной Швеции, задолго до окончания войны, обсуждалось, что делать с немецкими учеными, когда война закончится. О чем тогда должны думать англичане и американцы? Я и многие другие придерживаемся мнения, что единственный путь для вас — сделать открытое заявление о том, что вы осознаете, что своей пассивностью вы разделяете ответственность за то, что произошло, и что вам необходимо работать над тем, что можно сделать, чтобы загладить свою вину. Но многие думают, что для этого уже слишком поздно. Эти люди говорят, что сначала вы предали своих друзей, затем своих мужчин и своих детей, позволив им поставить свои жизни на карту преступной войны, и, наконец, что вы предали саму Германию, потому что, когда война уже была совершенно безнадежной, вы ни разу не выступили против бессмысленного уничтожения Германии. Это звучит безжалостно, но тем не менее я верю, что причина, по которой я пишу вам это, — настоящая дружба. В последние несколько дней мы слышали о невероятно ужасных вещах в концентрационных лагерях; это подавляет все, чего мы боялись раньше. Когда я услышал по английскому радио очень подробный отчет англичан и американцев о Бельзене и Бухенвальде , я начал громко кричать и пролежал без сна всю ночь. И если бы вы видели тех людей, которых привезли сюда из лагерей. Нужно взять такого человека, как Гейзенберг, и миллионы таких, как он, и заставить их посмотреть на эти лагеря и замученных людей. То, как он оказался в Дании в 1941 году, незабываемо. [135]
После бомбардировки Хиросимы Мейтнер стала знаменитостью. У нее было радиоинтервью с Элеонорой Рузвельт , а несколько дней спустя еще одно с радиостанцией в Нью-Йорке, во время которого она впервые за много лет услышала голос своей сестры Фриды. [135] «Я еврейского происхождения», — сказала она Фриде, — «я не еврейка по вере, ничего не знаю об истории иудаизма и не чувствую себя ближе к евреям, чем к другим людям». [136] 25 января 1946 года Мейтнер прибыла в Нью-Йорк, где ее встретили сестры Лола и Фрида, а также Фриш, который совершил двухдневную поездку на поезде из Лос-Аламоса. Муж Лолы Рудольф Аллерс организовал для Мейтнер должность приглашенного профессора в Католическом университете Америки . Мейтнер читала лекции в Принстонском университете , Гарвардском университете и Колумбийском университете , а также обсуждала физику с Альбертом Эйнштейном, Германом Вейлем , Цзундао Ли , Ян Чэнь-Нином и Исидором Айзеком Раби . Она отправилась в Дарем, Северная Каролина , и увидела Герту Спонер и Хедвиг Кон, а также провела вечер в Вашингтоне, округ Колумбия, с Джеймсом Чедвиком, который теперь был главой британской миссии в Манхэттенском проекте. Она также встретилась с директором проекта, генерал-майором Лесли Гроувсом . Она выступила в Смит-колледже и отправилась в Чикаго, где встретилась с Энрико Ферми, Эдвардом Теллером , Виктором Вайскопфом и Лео Силардом. [137] 8 июля Мейтнер села на борт RMS Queen Mary , направлявшегося в Англию, где встретилась с Эрвином Шредингером , Вольфгангом Паули и Максом Борном. Состоялись запоздалые торжества по случаю 300-летия Исаака Ньютона , но единственным приглашенным немцем был Макс Планк. [138]
Для ее друзей в Швеции оппозиция Зигбана Нобелевской премии Мейтнер стала последней каплей, и они решили найти ей лучшую должность. В 1947 году Мейтнер переехала в Королевский технологический институт (KTH) в Стокгольме, где Гудмунд Борелиус создал новый центр для атомных исследований. В Швеции было мало исследований в области ядерной физики, что было списано на отсутствие поддержки Зигбаном работы Мейтнер, и теперь такие знания казались жизненно важными для будущего Швеции. В KTH у Мейтнер было три комнаты, два помощника и доступ к техникам, а Сигвард Эклунд занимал комнату по соседству. Предполагалось, что Мейтнер получит зарплату и звание «профессора-исследователя» — без преподавательских обязанностей. [139]
Профессорство рухнуло, когда министр образования Таге Эрландер неожиданно стал премьер-министром Швеции в 1946 году, но Борелиус и Кляйн обеспечили ей зарплату профессора, если не звание. [140] В 1949 году она стала гражданкой Швеции, но не отказалась от своего австрийского гражданства благодаря специальному акту, принятому Риксдагом . Планы для R1 , первого ядерного реактора Швеции, были одобрены в 1947 году, с Эклундом в качестве директора проекта, и Мейтнер работала с ним над его проектированием и строительством. В своих последних научных работах в 1950 и 1951 годах она применила магические числа к ядерному делению. [140] Она вышла на пенсию в 1960 году и переехала в Великобританию, где были многие из ее родственников. [141]
В 1950-х и 1960-х годах Мейтнер любила посещать Германию и останавливаться у Гана и его семьи на несколько дней по разным поводам. [142] Ган писал в своих мемуарах, что они с Мейтнер оставались близкими друзьями на всю жизнь. [143] Несмотря на то, что их дружба была полна испытаний, возможно, больше всего их пережила Мейтнер, она «никогда не выражала ничего, кроме глубокой привязанности к Гану». [144] В такие случаи, как их 70-й, 75-й, 80-й и 85-й дни рождения, они обращались к воспоминаниям в честь друг друга. Ган подчеркивал интеллектуальную продуктивность Мейтнер и ее работу, такую как ее исследование модели ядерной оболочки, всегда как можно быстрее обходя причины ее переезда в Швецию. Она подчеркивала личные качества Гана, его обаяние и музыкальные способности. [142]
Тяжелая поездка в Соединенные Штаты в 1964 году привела к тому, что у Мейтнер случился сердечный приступ, после которого она несколько месяцев восстанавливалась. Ее физическое и психическое состояние было ослаблено атеросклерозом . После перелома бедра при падении и нескольких небольших инсультов в 1967 году Мейтнер частично выздоровела, но в конечном итоге ослабла до такой степени, что ей пришлось переехать в дом престарелых в Кембридже. [145] Мейтнер умерла во сне 27 октября 1968 года в возрасте 89 лет. Ей не сообщили о смерти Отто Гана 28 июля 1968 года или его жены Эдит 14 августа, так как ее семья посчитала, что это будет слишком много для кого-то столь хрупкого. [146] Как и было ее желание, она была похоронена в деревне Брэмли в Хэмпшире, в приходской церкви Святого Джеймса , рядом с ее младшим братом Уолтером, который умер в 1964 году. [147] Ее племянник Фриш составил надпись на ее надгробии. Она гласит:
Лиз Мейтнер: физик, которая никогда не теряла своей человечности. [147]
Альберт Эйнштейн назвал Мейтнер «немецкой Марией Кюри ». [1] Во время своего визита в США в 1946 году она получила звание «Женщина года» от Национального пресс-клуба и обедала с президентом Соединенных Штатов Гарри С. Трумэном в Национальном женском пресс-клубе . [148] Она получила медаль Лейбница от Прусской академии наук в 1924 году, премию Либена от Австрийской академии наук в 1925 году, премию Эллен Ричардс в 1928 году, премию города Вены за науку в 1947 году, медаль Макса Планка Немецкого физического общества совместно с Ганом в 1949 году, первую премию Отто Гана Немецкого химического общества в 1954 году, [149] медаль Вильгельма Экснера в 1960 году, [150] а в 1967 году — Австрийскую награду за науку и искусство . [151]
.JPG/1280px-Lise_Meitner_Denkmal_Unter_den_Linden_Berlin_(3).JPG)
Президент Германии Теодор Хойс наградил Мейтнер высшим немецким орденом для ученых, орденом мира Pour le Mérite , в 1957 году, в том же году, что и Хан. [149] Мейтнер стала иностранным членом Королевской шведской академии наук в 1945 году и полноправным членом в 1951 году, что позволило ей участвовать в процессе присуждения Нобелевской премии. [152] Четыре года спустя она была избрана иностранным членом Королевского общества . [153] Она также была избрана иностранным почетным членом Американской академии искусств и наук в 1960 году. [154] Она получила почетные докторские степени от колледжа Адельфи , Рочестерского университета , Ратгерского университета и колледжа Смита в Соединенных Штатах, [149] Свободного университета Берлина в Германии, [155] и Стокгольмского университета в Швеции. [149]
В сентябре 1966 года Комиссия по атомной энергии США совместно вручила премию Энрико Ферми Гану, Штрассману и Мейтнер за открытие деления. Церемония прошла во дворце Хофбург в Вене. [156] Это был первый случай, когда эта премия была присуждена неамериканцу, и первый раз она была вручена женщине. [157] На дипломе Мейтнер были слова: «За пионерские исследования в области естественной радиоактивности и обширные экспериментальные исследования, приведшие к открытию деления». [158] Диплом Гана был немного другим: «За пионерские исследования в области естественной радиоактивности и обширные экспериментальные исследования, приведшие к открытию деления». [159] Ган и Штрассман присутствовали, но Мейтнер была слишком больна, чтобы присутствовать, поэтому Фриш принял награду от ее имени. [160] Гленн Сиборг , первооткрыватель плутония, подарил его ей в доме Макса Перуца в Кембридже 23 октября 1966 года. [160]
После ее смерти в 1968 году Мейтнер получила множество почестей за присвоение имени. В 1997 году элемент 109 был назван мейтнерием . Она является первой и пока единственной не мифологической женщиной, удостоенной такой исключительной чести (поскольку кюрий был назван в честь и Марии, и Пьера Кюри ). [1] [161] [162] Дополнительные почести за присвоение имени — Институт Гана–Мейтнер в Берлине, [163] кратеры на Луне [164] и Венере , [165] и астероид главного пояса 6999 Мейтнер . [166] В 2000 году Европейское физическое общество учредило двухгодичную премию Лизы Мейтнер за выдающиеся исследования в области ядерной науки. [167] В 2006 году «Гетеборгская премия Лизы Мейтнер» была учреждена Гетеборгским университетом и Техническим университетом Чалмерса в Швеции; она ежегодно присуждается ученому, совершившему прорыв в физике. [168] В октябре 2010 года здание Свободного университета Берлина, в котором когда-то размещался Институт химии и которое с 1956 года было известно как здание Отто Гана, было переименовано в здание Хана-Майтнер, [169] а в июле 2014 года в саду Берлинского университета имени Гумбольдта рядом с аналогичными статуями Германа фон Гельмгольца и Макса Планка была открыта статуя Мейтнер . [170]
В ее честь названы школы и улицы во многих городах Австрии и Германии [171] [172] , а короткая жилая улица в Брэмли, где она похоронена, названа Мейтнер-Клоуз. [173] С 2008 года Австрийское физическое общество и Немецкое физическое общество организуют лекции Лизы Мейтнер — серию ежегодных публичных лекций, которые читают выдающиеся женщины-физики [174] , а с 2015 года в Университетском центре АльбаНова в Стокгольме проводится ежегодная выдающаяся лекция Лизы Мейтнер . [175] В 2016 году Институт физики в Великобритании учредил медаль Мейтнер за участие общественности в физике. [176] В 2017 году Агентство перспективных исследовательских проектов в энергетике в США назвало в ее честь крупную исследовательскую программу в области ядерной энергетики. [177] 6 ноября 2020 года был запущен спутник, названный в ее честь ( ÑuSat 16 или «Lise», COSPAR 2020-079H). [178] Международное агентство по атомной энергии назвало свою библиотеку [179] в ее честь и учредило программу, чтобы «предоставить женщинам-профессионалам в начале и середине карьеры возможности участвовать в многонедельной выездной профессиональной программе и развивать свои технические и коммуникативные навыки». [180]
