Мировой ядерный клуб. Как спасти мир - Яков Рабинович

Сам Харитон вплотную займется такими цепными реакциями позднее. Со временем ядерная физика и техника станут главным делом его жизни. А первый шаг в этом направлении, как потом выяснится, он сделал… еще первокурсником.

После первого курса Абрам Федорович Иоффе многим своим студентам давал задание на каникулы. Харитона он попросил детально разобраться в классических опытах Эрнеста Резерфорда по рассеянию альфа-частиц различными веществами, которые привели его к открытию ядер атомов. Это задание и стало для Харитона своеобразным введением в ядерную физику.

А.Ф. Иоффе сыграл не последнюю роль и в том, что Харитон в 1926 г. был послан на два года в научную командировку в Кембридж в знаменитую Кавендишскую лабораторию, которую в то время возглавлял Резерфорд. Добрые отношения с ним А.Ф. Иоффе и П.Л. Капица установили во время зарубежной поездки в конце 1921 г., когда они посетили многие лаборатории для возобновления контактов, закупки оборудования и научной литературы. Тогда А.Ф. Иоффе попросил Резерфорда принять П.Л. Капицу на стажировку в свою лабораторию. Резерфорд вежливо отказал:

– Рад бы, но, к сожалению, нет свободных вакансий.

На этом, может быть, дело и отложилось бы до более благоприятных времен, если бы не вмешался в разговор сам Капица:

– Простите, профессор, с какой точностью вы делаете свои эксперименты?

– Наверное, процента три, – недоуменно ответил Резерфорд.

– А сколько человек у вас работает в лаборатории?

– Человек тридцать.

– Так не могу ли я находиться в пределах вашей ясности? Тогда вы не заметите, что я у вас работаю, – весело сказал Капица.

Резерфорда, который прекрасно понимал и очень ценил юмор, это пленило и, рассмеявшись, он согласился взять Капицу на стажировку. Это открыло дорогу в Кавендишскую лабораторию и другим советским физикам.

В 1925 г. П.Л. Капица, к тому времени уже ставший любимцем Резерфорда, предложил во время своего приезда в Ленинград молодому Харитону подумать о командировке в Кембридж. Он брался рекомендовать его Резерфорду. А.Ф. Иоффе поддержал эту идею. Так в 1926 г. Харитон очутился в Англии. Кембридж в ту пору был мировым центром зарождающейся ядерной физики, а лаборатория Резерфорда лучшей в этой области.

Сила лаборатории состояла скорее в глубоких передовых идеях, чем в сложном оборудовании. Впервые подвергался атаке атом, казавшийся химикам неразрушимым – вечным, и даже само его ядро. Большая часть опытов производилась путем утомительного подсчета числа световых вспышек, получающихся при попадании альфа-частиц на кристаллик сернистого цинка. И Харитона привлекла именно эта сторона экспериментов. Выполненная им работа заключалась в определении чувствительности человеческого глаза к слабым потокам света. Оказалось, что зрительное ощущение возникает уже при попадании всего около пятнадцати фотонов (квантов) зеленого света. Потом СИ. Вавилов еще более снизил «порог» чувствительности глаза. Была в работе и большая физическая часть. Харитон установил, что в свет переходит четверть энергии, которую альфа-частицы отдают кристаллу сернистого цинка. Но непосредственно свечение исходит из атомов примеси, составляющих гораздо меньшую долю материала кристалла. Отсюда был сделан вывод, что энергия, отданная кристаллу, мигрирует, как-то перемещается по кристаллу, пока не находит атом примеси, где возможно превращение энергии в свет. Этот вывод Харитона, особенно смелый в двадцатых годах, специально отмечен в монографии Резерфорда и его коллег.

Надо сказать, что Резерфорд благожелательно отнесся к тому, что молодой советский ученый занялся не самой ядерной физикой, а такой своеобразной физико-физиологической проблемой. Предоставление свободы исследований было в духе Кембриджа.

Сам Резерфорд не раз говорил, что не мешает сотрудникам лаборатории заниматься любой «ерундой». Если человек стоящий, он обязательно обнаружит что-то дельное.

Такой подход отличался от того, к которому привык Харитон в школе Иоффе. Абрам Федорович нередко сам определял направление исследований своих сотрудников, активно стремился соединить физику с техникой, подталкивал молодежь в «целинные области», например, только зародившиеся в то время исследования полупроводников, нередко входил в детали экспериментов, помогал советом.

В Кембридже советами не баловали, но многому учили сама обстановка лаборатории, атмосфера переднего края мировой науки, встречи с видными физиками. В непосредственном контакте Харитон, например, работал с заместителем Резерфорда по лаборатории – Джеймсом Чедвиком, получившим позднее Нобелевскую премию за открытие в 1932 г. нейтрона. Впоследствии, в 1943–1945 гг., Чедвик возглавлял группу английских ученых, работавших в секретной лаборатории США в Лос-Аламосе над проектом атомной бомбы. Но и во время стажировки Харитона Чедвик был уже видным ученым, и общение с ним и другими сотрудниками Кавендишской лаборатории многое дало молодому физику.

Больше всего Харитона поразила простота экспериментальных средств и методик, которыми пользовался сам Резерфорд и его школа. Резерфорд был поистине гениальным экспериментатором в придумывании и поощрении простых по методике работ. В Кембридже Харитон почувствовал, и это «въелось» в него на всю жизнь, что если хорошо подумать, то можно все-таки решить проблему простыми средствами и с небольшими затратами. Надо делать не просто экспериментальную установку для проверки своей идеи, а делать ее как можно проще. В поисках этой простоты сама идея и физика эксперимента становятся гораздо яснее.

Немалое значение для Харитона имело и общее расширение кругозора. Это была пора его молодости, когда он жадно вбирал все новое. На приобретенном мотоцикле он объездил почти всю Англию. Лето 1927 г. провел во Франции, где жизнь была подешевле. Запомнилось ему благодаря этому мотоциклу и появление на политической арене Черчилля. Он тогда стал министром финансов и увеличил налоги. Поднялась цена и на бензин, что больно ударило по тощему карману Харитона. Но тем не менее поездки он не прекратил. Много фотографировал, активно интересовался окружающей жизнью, а не замыкался только в науке. Ему чрезвычайно интересно было знакомство с зарубежной обстановкой, политической ситуацией на Западе. К хорошему знанию немецкого теперь прибавилось улучшенное знание английского и французского языков, что также немаловажно для ученого.

В Ленинград он вернулся повзрослевшим, набравшимся и научного и житейского опыта. Вскоре изменилась и его личная жизнь. Он встретил обаятельную душевную Марию Николаевну. Она была балериной и Харитон, впервые увидев ее на сцене, сразу же влюбился. Потом случай свел их вместе в доме общих знакомых. Только смерть Марии Николаевны в 1977 г. разорвала их долгий гармоничный союз.

Вернувшись на родину, Харитон решил круто изменить направление своей научной деятельности. В первую очередь, на это повлияло то, что он увидел за рубежом, в Германии. По просьбе формировавшегося в Харькове Физико-технического института Харитон принимал в Голландии закупленное оборудование и был проездом в Берлине. Его насторожил поднимающий голову фашизм. Знакомые немцы отмахивались – ерунда, над ними же все смеются, это временное увлечение пройдет. Харитон отнесся к этому более серьезно. Ему показалось, что не исключено столкновение капитализма с социализмом, и захотелось заняться чем-то практически полезным для своей Отчизны.

Патриотизм, высокая гражданственность у Харитона никогда не были показными. Всю его жизнь они реализовались в делах и поступках. Тогда, вернувшись из Европы в Советский Союз, он решил организовать лабораторию взрывчатых веществ. В проблеме было много неясного, и он подумал, что своими работами он сможет помочь укреплению обороноспособности страны.

Взрывчатые вещества, химические реакции, приводящие к взрыву – вот новое поле деятельности Харитона и созданной им лаборатории. Сначала она была в Физико-техническом институте, а после организации Института химической физики вошла в его состав.

До работ Харитона был накоплен обширный экспериментальный материал по взрывным явлениям. Однако теория в основном рассматривала энергетические характеристики взрыва. Было известно, сколько энергии выделится при превращении взрывчатого вещества в продукт взрыва, как правило, в углекислоту, водяные пары и азот. Эмпирически было известно, с какой скоростью (шесть-восемь километров в секунду) распространяется взрывная волна по заряду, и можно было рассчитать, за какое время заряд превратится в горячий газ. Но не было известно, да и мало интересовало предыдущие поколения исследователей, какие именно сложные химические соединения, из которых состоит взрывчатое вещество, превращаются в простые молекулы углекислоты, воды, азота и другие. За какое время, при какой температуре и давлении происходит это превращение? Каким образом химическая реакция передается от одного слоя к другому? Какое воздействие необходимо для того, чтобы начался взрыв?