Случилось так, что вскоре после опубликования сообщения Ган встретился с Бором в Копенгагене. Прославленный датчанин откровенно усомнился в истинности объяснения, данного Ганом и Штрассманом. По мнению Бора, последовательное испускание атомом урана двух альфа-частиц было бы «противоестественным», и, следовательно, новые вещества скорее всего были трансуранами. Подоспело и сердитое письмо из Стокгольма. Лиза Мейтнер упрекала Гана в том, что он начал делать глупости. И ему нетрудно было представить себе ее недовольное лицо, когда она писала эти слова; подумать только: химики позволили себе повольничать с самими законами физики!
Осмеянные и раздраженные, Ган и Штрассман твердо решили доказать свою правоту. Началась новая серия опытов[5]. Их экспериментальное мастерство никогда не было столь утонченным, столь виртуозным, как в этот раз; Штрассман предложил новый, исключительно изящный метод выделения «родственного» радиоактивного вещества из облученного раствора с помощью хлористого бария. Последний выпадает в осадок в виде идеальных кристаллов, а это давало полную гарантию того, что появляющиеся в растворе при облучении трансурановые элементы не будут содержаться в кристаллах. Аппарат, изготовленный для опытов, был очень прост. Вместо циклотронов, применявшихся для подобных целей в других странах, в распоряжении берлинцев имелся значительно менее мощный источник — один грамм радия, смешанного с бериллием, — помещенный для замедления нейтронов в парафиновый блок. Нейтронами облучали трубку, в которой содержалось химическое соединение урана. В раствор облученного уранового соединения, где присутствовали таинственное вещество с периодом полураспада 3,5 часа и множество других элементов, возникающих под воздействием нейтронной бомбардировки, добавлялся хлористый барий. В образовавшихся кристаллах содержалось ничтожно малое количество того вещества, которое Ган и Штрассман считали изотопами радия. Его присутствие в кристаллах подтверждалось счетчиком Гейгера — Мюллера, он стоял тут же на деревянной скамье, и через регулярные промежутки времени Ган, Штрассман или кто-нибудь из лаборанток записывал показания, чтобы получить данные о периодах полураспада.
Это был труднейший опыт. Невообразимо малые количества получившихся веществ оказались буквально погребенными в массах кристаллов нерадиоактивного хлористого бария. Но именно эти ничтожные количества того, что считалось изотопами радия, и требовалось выделить из кристаллов и как можно точнее и надежнее измерить их радиоактивность. Выделение радия следовало проводить методом фракционной кристаллизации, который разработала еще Мария Кюри и которым Ган и Штрассман неоднократно пользовались.
Но, как ни странно, фракционная кристаллизация на этот раз не дала ожидаемого результата.
Быть может, они допустили ошибку? Ученые проверили все самым тщательным образом. Ошибки как будто не было.
На третьей неделе декабря Ган решил поставить контрольный опыт. Он заново провел фракционную кристаллизацию специально приготовленного раствора, введя в него заведомо известный изотоп радия ThX. Все шло как положено: из кристаллов хлористого бария удавалось выделить даже ничтожные количества атомов истинного изотопа радия. Значит, метод работал, и ошибку следовало искать в чем-то другом.
В субботу 17 декабря Ган и Штрассман все ещё не пришли в себя после столь неожиданного поворота событий. Но первые проблески истины уже забрезжили перед ними: в тот день они сдвоили опыт. В общем растворе содержались неопознанные «изотопы радия» и подлинный изотоп радия — MsTh1. Последний был намеренно введен в раствор в качестве индикатора. Из уранового раствора оба вещества выводились с помощью все того же бариевого носителя. Их перевели в осадок, а затем начали фракционную кристаллизацию. Опыт был тончайший. На любом его этапе Гана и Щтрассмана могли сбить с толку множество продуктов радиоактивного распада почти всех участвовавших в опыте веществ. Они учитывали эту опасность. На каждом этапе кристаллизации они проверяли радиоактивность кристаллов хлористого бария. И счетчик показывал, что от этапа к этапу концентрация мезотория — истинного изотопа радия — повышалась так, как и следовало. Но то удивительное вещество, которое они уже привыкли считать изотопом радия, вело себя совершенно иначе: на каком бы этапе ни проверялись кристаллы, его концентрация оставалась неизменной, так же как и концентрация самого бария. Это странное вещество распределялось в барии равномерно. Такая равномерность казалась странной, но многозначительной.
В ночь с субботы на воскресенье Ган записал в дневнике: «Волнующий опыт фракционного разделения радия /бария/ мезотория».
Сам он уже отбросил сомнения: вещество, которое они до сих пор принимали за радиоактивный изотоп радия, никакими химическими способами не могло быть отделено от бария, потому что само оно было не что иное, как радиоактивный изотоп бария!
Медленные нейтроны, бомбардируя самый тяжелый из естественных элементов — уран, порождали барий — элемент, почти вдвое более легкий! Атомы урана рвались на части!
3
Конец недели и начало следующей ознаменовались для Гана не только эпохальным открытием, в эти же дни на его долю выпало пережить немало неприятностей и унижений. Он взялся устроить дела уехавшей Лизы Мейтнер, и для этого понадобилось побывать в налоговом управлении в Берлине, а в понедельник утром обратиться к Карлу Бошу, президенту Института кайзера Вильгельма, с просьбой помочь передать квартиру Лизы профессору Маттауху, ведущему венскому физику, которого Отто Ган пригласил заменить Лизу Мейтнер.
Да… время было тяжелым. Как раз тогда берлинские власти открыли выставку «Бродячий еврей», и Гану стало известно, что и ему там выделили место: кто-то постарался напакостить. Расчет был верный — начальство перепугалось. Удивляться, однако, не приходилось: и выставка, и перепуганное начальство были знамениями времени.
Закончив в конце концов хлопоты и переговорив с Бошем, Ган отправился в Берлин-Далем, в лабораторию, где его с нетерпением ждал Штрассман. В тот же день они поставили еще один опыт. Такой же, как и предыдущий, но на сей раз для выяснения сущности второй группы неопознанных изотопов, которые выделялись из первичного раствора лантаном.
А когда вещества были выделены и началось измерение периодов полураспада, Ган в промежутках между записью показаний счетчика Гейгера писал подробное послание Лизе Мейтнер, с которой бок о бок проработал более тридцати лет и которой пришлось оставить дело всего лишь за несколько месяцев до величайшего успеха.
Письмо было датировано так: «Понедельник, 19-го, вечер, лаборатория».
Человек обязательный, Ган начал отчетом о своих попытках урегулировать дела Лизы и лишь затем перешел к тому, что более всего интересовало их обоих:
«И в это же время мы со Штрассманом неустанно трудились — со всем напряжением, на какое способны, — над урановыми веществами. Нам помогали фрейлейн Либер и фрейлейн Боне. Сейчас, когда я пишу эти строки, уже одиннадцать часов. В четверть двенадцатого возвратится Штрассман, и, вероятно, я смогу отправиться домой. Суть заключается в том, что мы узнали о «радиевых изотопах» столь странные вещи, что пока решаемся рассказать их только Вам. Мы с абсолютной точностью измерили периоды полураспада трех изотопов. Мы узнали, что они могут быть отделены от всех элементов, за исключением бария; все процессы идут как полагается, но есть одно поистине странное совпадение — метод фракционной кристаллизации не работает. Наш «радиевый изотоп» ведет себя точно так же, как и сам барий».
Затем Ган подробно перечислил все проведенные опыты, включая и опыты с намеренным введением индикатора, и перешел к рассказу о том, как они безуспешно пытались повысить концентрацию искусственных радиевых изотопов, несмотря на то, что концентрация индикатора — истинного изотопа радия — неуклонно повышалась от фракции к фракции. «В этом многозначительном совпадении, — Ган снова написал о нем, — вероятно, и кроется вся суть. Но мы стараемся удержаться от ужасающего вывода, что наши «радиевые изотопы» ведут себя не как радий, а ведут себя как барий». Штрассман был согласен с Ганом, он тоже считал возможным сообщить об открытии только Мейтнер, и они оба надеялись, что, быть может, именно ей, физику, удастся найти всему этому «какое-нибудь хитроумное объяснение», не противоречащее теории. «Мы оба отлично знаем, что уран в действительности не может расщепляться до бария. Но теперь мы собираемся выяснить, ведут ли себя «активные изотопы», как актиний, или же они подобны лантану. Это очень тонкий эксперимент. Но мы должны узнать истину!»
Заканчивая письмо, Ган еще раз попросил Мейтнер подумать, есть ли вообще хоть какая-нибудь возможность объяснить их результаты на основании известных законов физики, и со свойственными ему широтой и благородством на случай ее согласия предлагал опубликовать работу за подписями всех троих. «А теперь мне пора к моим счетчикам», — закончил он письмо. Он опустил его в почтовый ящик той же ночью.
