Великие учёные-физики.
Мария Склодовская-Кюри (1867-1934г.г.) и Пьер Кюри(1859-1906г.г.).
Мария Кюри родилась в 1867 году вВаршаве. Она была самой младшей дочерью в семье преподавателя физики иматематики Владислава Склодовского. Мать ее в молодости также был учительницей.Отец владел несколькими древними и современными языками, был человекомпередовых взглядов. Он слыл вольнодумцем и расположением школьного начальстване пользовался.
Выдающиеся способности девочкиобнаружились очень рано. В четыре года она уже умела читать и стала поглощатьодну книгу за другой. Другим ее излюбленным занятием было знакомство сфизическими и химическими приборами отца. Мария рано потеряла мать и сестру.Пережив большое горе, девочка стала замкнутой и сосредоточенной. Училась онавсегда отлично, особенно увлекалась естественными науками. В 16 лет Мария закончилас золотой медалью гимназию. Но о высшем образовании можно было пока толькомечтать. Семья — отец, две сестры и брат — едва сводила концы с концами. Братпоступил в Варшавский университет, а девушки должны были сами зарабатывать себена жизнь. К тому же женщинам в университет доступа не было. Мария стала даватьчастные уроки, а в свободное время занималась химией, биологией, математикой ичитала, читала. Среди ее любимых авторов — Достоевский и Толстой, Гейне иДарвин, Герберт Спенсер и Луи Блан. Девушка увлекается и нелегальнойлитературой. Но ее не покидает мечта получить высшее образование. 17-летняяМария решает стать гувернанткой, чтобы собрать немного денег для будущей учебы,а главное, помочь своей сестре Броне, мечтающей поступить на медицинскийфакультет в Париже. Мария Склодовская становится гувернанткой у управляющегокнязя Чарторыжского в захолустном имении под Полоцком. Она занимается с егодочерьми, одновременно учит крестьянских детей, а вечерами сама сидит надкнигами. Постепенно созревает решение посвятить себя физике и математике. Марияне жалуется родным на трудности, наоборот, она старается морально поддержатьих, а сестре высылает половину своего жалованья. Мечта уехать учиться далека отосуществления, так как средств еще очень мало. Проходит три долгих года.
В 1890 году Склодовскаявозвращается в Варшаву. К этому времени ее сестра заканчивает медицинскийфакультет, выходит замуж за своего соотечественника и настоятельно зовет Мариюво Францию. Скопив немного денег частными уроками, девушка уезжает в Париж ивременно поселяется у сестры. Наконец то она студентка факультета естественныхнаук Парижского университета.
Квартира Брони расположена далекоот места учебы, расходы на конку велики, у сестры слишком шумно и Мария снимаетсебе маленькую, плохо отапливаемую мансарду в университете. Средства ее очень скудны, приходится отказывать себе вовсем, случаются даже обмороки от недоедания, но она упорно учится и сдаетэкзамены лучше всех. Девушка поглощена наукой в ней вся ее жизнь. «Надо бытьнастойчивым, а главное, верить в себя. Надо верить в свое призвание и следоватьему во что бы то ни стало»,— пишет она брату. С огромным увлечением Мариязанимается математикой, химией, физикой. Работает в физической лабораторииизвестного ученого профессора Липпмана.
В 1894 году в доме общих знакомыхМария встретилась с Пьером Кюри, тогда уже известным талантливым физиком. ПьерКюри родился в 1859 году в Париже. Отец Пьера, Эжен Кюри, мог бы стать крупнымученым, однако необходимость обеспечивать большую семью заставила его занятьсяврачебной практикой. Он принимал участие в революции 1848 года, а во временаПарижской коммуны лечил раненых в своей квартире.
Пьер и его старший брат так и не училисьни в начальной школе, ни в гимназии. Образованием детей руководили сначалародители, а позже, специально приглашенный учитель. Пьер обладал оригинальнымскладом ума. Он мог упорно сосредоточиваться на полюбившемся ему предмете, ноне умел быстро переключать свое внимание с одного предмета на другой, как этонеобходимо делать в школе. Способности же у него были выдающиеся. В 16 лет онсдал экзамен на степень бакалавра естественных наук (так называлась во Франциисамая первая ученая степень). В 18 лет, учась в университете, Пьер получил степеньлиценциата (бакалавр, имеющий право читать лекции). Спустя год он стал лаборантом профессора Дязена на физико-математическом факультете Парижского университета. Здесьон проработал 5 лет
Научной работой Пьер сталзаниматься очень рано… Уже в 1880 году вместе с Дязеном он опубликовал работупо определению длины волны инфракрасных лучей, испускаемых нагретыми телами. Втечение последующих двух лет братья Кюри открыли замечательное явление — пьезоэлектрический эффект в кристаллах. Это открытие вызвало огромный интерессреди ученых, хотя тогда никто не думал о его практическом применении. Сам Пьерпозже использовал пьезоэлектрическое явление для измерения слабых ионизационныхтоков. Только к концу первой мировой войны благодаря, работам Ланжевенапьезоэлектричество получило права гражданства в гидроакустике, а затем нашлоширокое применение в радиотехнике и многих других областях. В 1883 году Пьербыл приглашен в Школу физики и химии. Это учебное заведение стало местом его научнойи педагогической деятельности в течение последующих 22 лет. Много труда иэнергии вложил Кюри в организацию студенческой лаборатории, подготовкупрактических занятий и лекционных курсов, вместе с тем он не прекращал иинтенсивной научной работы. Им был написан ряд статей о симметрии явлений, а в1885 году выполнена очень важная теоретическая работа о кристаллах. Он ввелсовершенно новые понятия о поверхностной энергии граней кристалла и определилобщие принципы роста кристаллов.
Для систематической научной работынеобходимы условия, а Пьер не имел ни своей лаборатории, ни даже изолированнойкомнаты для занятий. Свою классическую работу по магнетизму он выполнял на небольшойлестничной площадке. Тем не менее, Кюри исследовал магнитные свойства 20различных веществ при разных температурах, давлениях, внешних магнитных полях ипоказал, что между диамагнитными веществами, с одной стороны, и пара- иферромагнитными, с другой, имеется принципиальное различие; у пара- иферромагнитных тел магнитная восприимчивость зависит от температуры, в то времякак у диамагнитных тел такой зависимости не наблюдается. Пьер Кюри нашел, чтодля парамагнитных тел магнитная восприимчивость обратно пропорциональнаабсолютной температуре. Эта зависимость получила в физике название «законаКюри». Он установил, что для ферромагнитных тел зависимость от температурынесколько сложнее, но, начиная с некоторого определенного значения температуры,называемого теперь «точкой Кюри», ферромагнитные тела ведут себя, какпарамагнитные, а затем в точности подчиняются закону Кюри. Эта блестящаяэкспериментаторская работа явилась его докторской диссертацией. В 1895 году вШколе физики и химии для Пьера Кюри учреждается специальная кафедра. К сожалению,это совсем не изменило условий его научной работы, он по-прежнему не имелхорошо оборудованной лаборатории.
В 1895 году Пьер и Марияпоженились. Свадьба была скромной, без традиционных церковных обрядов, в тесномкругу близких людей,
У новобрачных отсутствовалокакое-либо имущество, за исключением двух велосипедов, подаренных к свадьбедальним родственником, но было редкое единение душ и характеров, горячая любовьдруг к другу, преклонение перед наукой. Для Пьера и Марии Кюри наука сталацелью жизни. В 1933 году М. Кюри сказала: «Я принадлежу к числу тех, ктосчитает, что в науке есть большая красота. Ученый в своей лаборатории не толькотехник; перед явлениями природы он испытывает такие же чувства, какиеиспытывает ребенок, слушая волшебную сказку».
Супруги поселились в небольшойквартире при Школе физики и химии. Мария получила разрешение работать влаборатории мужа над своим исследованием намагничивания закаленных сталей.Лаборатория — более чем скромная, лишенная самого элементарного оборудования.
Жалованья Пьера едва хватало надвоих. Восемь часов в лаборатории, несколько часов занятий домашней работой,вечером подготовка к конкурсным экзаменам до поздней ночи — таков распорядокдня молодой женщины. Число обязанностей Марии растет. В 1897 году она получилакандидатскую степень, сдала экзамен, на звание преподавателя средней школы,выполнила научную работу о магнитных свойствах закаленных сталей. В этом жегоду у нее родилась дочь Ирен. Лаборатория, работа, ребенок, хозяйство… И всеже Мария твердо решает работать над докторской диссертацией. Ее заинтересовалонедавнее открытие Беккереля, обнаружившего самопроизвольное испускание солямиурана какого-то неизвестного излучения, ионизирующего воздух и воздействующегона фотопластинку. Что это заизлучение? Какова его природа? Исследовательница решает остановиться на этойтеме. Но проводить работу негде. После длительных хлопот Пьера Кюри Марииотводят сырой, заваленный хламом, холодный склад на первом этаже института. Безвсяких удобств, без необходимой аппаратуры и средств, при 6 градусах тепланачинается работа.
Вскоре получен и первый результат.Оказывается, интенсивность излучения пропорциональна количеству урана,находящегося в образцах, и не зависит ни от химических соединений, в которые онвходит, ни от внешних условий. Становится ясным, что источником новогоизлучения являются атомы. Но только ли уран обладает таким свойством? Мариянастойчиво ищет среди различных минералов проявление свойства радиоактивности.Она находит минералы, обладающие гораздо большей радиоактивностью, чем уран иторий и делает вывод, что радиоактивность объясняется наличием в минералахновых, ранее неизвестных элементов. К. работе присоединяется Пьер. Работа Мариитак заинтересовала его, что он не вернулся больше к своим прежнимисследованиям. С этого времени супруги стали работать вместе, и теперь уженельзя различить, где кончается труд одного и начинается труд другого. Ихзаписи чередуются в лабораторных журналах. Так продолжается восемь лет, поканелепый случай не обрывает жизнь Пьера.
Супруги Кюри ищут новыерадиоактивные элементы в смоляной урановой руде. Они устанавливают, что вприродных соединениях урана содержится два элемента: один при химическойобработке руды встречается с висмутом, другой — с барием. В июле 1898 года онинаходят один из них. Мария называет его «полонием» в честь родной Польши. Вследующем году они печатают в «Трудах» Академии сообщение об открытии радия(лат. radius — луч).
Для того чтобы существование новыхэлементов могло быть признано, их нужно не только предсказать, но и получить.Предстояло проделать титаническую работу по выделению элементов в чистом виде.При этом надо иметь в виду, что процентное содержание их в смоляной урановойруде ничтожно.
Нет помещения, нет средств, нетсырья, нет подсобного персонала, но ученые продолжают работу. Расходы наисследования покрываются из собственных сбережений. Супруги покупают в Австрииникому не нужные отходы урановой руды, которые, по их мнению, должны содержатьполоний и радий. Им разрешили использовать дощатый сарай во дворе института сдырявой крышей и чугунной печью. Они разделили обязанности: Пьер занялсяизучением свойства радиоактивных излучений, Мария работала над получением солейрадия. В этом же сарае одна, без всякой помощи, она перерабатывает тонныотходов руды, совмещая одновременно обязанности ученого, техническогоработника, инженера и чернорабочего.
Свойства полония и радия подрываливсю систему установившихся в физике понятий о строении вещества. Многие ученыес недоверием встретили сообщение о новом открытии. Для того чтобы убедить их,потребовалось четыре года. Наконец, Склодовской удалось получить в чистом видесоль радия, определить его атомный вес. Ее способ получения чистых солей радиядо сих пор применяется в промышленности. Супруги Кюри исследовали свойстваиспускаемых радием альфа-, бета- и гамма- лучей, ионизирующее химическое,тепловое, фотографическое действие радиоактивности, поглощение излученияразличными телами и др.
В 1900 году Склодовская-Кюривысказала гипотезу о самопроизвольном распаде радиоактивных элементов. Раньшедумали, что атомы веществ неизменны. Тщетно пытались древние алхимикипревращать одни элементы в другие. С открытием радия оказалось, что атомы однихвеществ могут превращаться в атомы других веществ. Открытие этого чудесногоэлемента одно из самых поразительных в XX веке. С него берет свое начало учениеоб атомном ядре.
В 1902 году Склодовской-Кюриудается добыть дециграмм чистого радия. Впереди масса увлекательной работы поизучению свойств диковинного элемента, но полностью отдаться науке нельзя, таккак источником средств к существованию служит только плохо оплачиваемаяпедагогическая работа Пьера в институте. A семья растёт. Родилась вторая дочьЕва, в семье Кюри живет отец Пьера, воспитывающий маленькую Ирен. Пьер беретдополнительную работу на подготовительных курсах для студентов-медиков приСорбонне, а Мария становится преподавателем педагогического института в Севре.Преподавательская работа поглощает очень много времени, и все же с 1899 по 1904год супруги опубликовали 32 научные работы, посвященные радию и его свойствам.
Скоро стало известно, что радийоказывает и физиологическое действие. Его можно использовать для лечениянекоторых заболеваний — он разрушает больные клетки. Начинается промышленноепроизводство радия. Секрет обработки урановой руды известен только супругамКюри, они могли бы получить патент и стать миллионерами, но оба считают, чтоэто противоречит духу науки. Они безвозмездно сообщают все необходимые сведенияинженерам и промышленникам, а сами по-прежнему, не имея оборудованнойлаборатории, довольствуются сараем.
Имена супругов Кюри уже широкоизвестны в научном мире. Пьеру предложили орден почётного легиона, он отказалсяпринять его, заявив при этом: «Не откажите, пожалуйста, в любезностипоблагодарить господина министра и сообщить ему, что я не испытываю никакойнужды в знаках отличия; но больше всего нуждаюсь в лаборатории». Однако этокрасноречивое замечание не оказало должного воздействия на власть имущих Франции,и лаборатории по-прежнему нет.
1903 год становится годом славысупругов Кюри. Знаменитый Лондонский королевский институт приглашает их вАнглию прочесть доклад радии. Мария Кюри была первой женщиной, присутствовавшейна заседании Королевского института. Супругам присуждают высокую научную награду(медаль Деви), приглашают на приемы, банкеты.
Слава прочно входит в дом Кюри. Bконце того же года им вместе с Беккерелем за открытие радиоактивностиприсуждается Нобелевская премия.
Только после присужденияНобелевской премии Пьеру Кюри предложили профессорскую кафедру в Парижскомуниверситете. Он был совершенно равнодушен к славе, орденам и рангам, чужд духусоперничества и нуждался только в одном — в достаточно оборудованной лаборатории.С большим трудом ему удается получить некоторые ассигнования на расширениенебольшой лаборатории. Ученые расстаются со своим сараем. Денежным затруднениямв связи с получением Нобелевской премии тоже приходит конец. Но в туманныйапрельский день 1906 года Пьер Кюри трагически погиб: на узкой парижской улицеего раздавила ломовая лошадь. Так нелепо оборвалась жизнь этого замечательногоученого и человека, обогатившего не только физику, но и кристаллографию,медицину и геологию.
Мария очень тяжело переживала смертьмужа, но, собрав всю свою волю, отказавшись от пенсий, решила продолжатьначатое дело. Руководство Парижского университета предложило ей кафедру ПьераКюри. Это был беспрецедентный случай. Впервые в истории Франции женщина сталапреподавателем высшего учебного заведения. Ее первая лекция собрала огромноеколичество слушателей: студентов, друзей, репортеров и просто любопытных,пришедших поглазеть на знаменитость. Она продолжила последнюю лекцию Пьера стого места, где он ее окончил.
В 1910 году Шведская Академия науквторично присуждает Склодовской-Кюри Нобелевскую премию за получение чистогорадия и измерение его атомного веса. В это же время М. Кюри тяжело заболела.Только заботы друзей и родных спасли ее. Приступив снова к работе, она прилагаетмного усилий для создания лаборатории, которая удовлетворяла бы современнымтребованиям науки. Наконец, принимается решение о создании Института радия.Поводом для этого послужило предложение директора Пастеровского институтасоздать в нем специальную лабораторию для Склодовской-Кюри, с тем, чтобы онаоставила Сорбонну и перешла работать в институт Пастера. Парижский университетпосчитал невозможным лишиться такого блестящего исследователя. В результатеуниверситет и Пастеровский институт, разделив расходы пополам, создают Институтрадия, состоящий из лаборатории, радиоактивности и лаборатории по биологическимисследованиям и радиотерапии.
М. Кюри с большим воодушевлениемпринимает участие в строительстве, которое
было закончено лишь в 1914 году.Во время войны она руководит всей рентгенологической службой Красного КрестаФранции, проявляя при этом огромную находчивость, трудолюбие иизобретательность. Вместе с нею работает рентгенологом и ее 17-летняя дочьИрен. С 1916 по 1918 год они обучили сто пятьдесят сестер рентгенологов.
Окончилась война, и Мария Кюривернулась в свою лабораторию, ставшую вскоре научным центром, который оказалвлияние на всех французских специалистов по радиоактивности и ядерной физике.Дочь Ирен начала работать в ее лаборатории над диссертацией. В 1925 году порекомендации Ланжевена Мария Кюри берет себе в лабораторию нового сотрудника —бывшего студента Школы физики и химии Фредерика Жолио, ставшего вскоре мужемИрен и впоследствии крупнейшим французским ученым.
В 1932 году Склодовская-Кюри былаизбрана членом Медицинской академии, наук Франции. Академики в нарушениетрадиции по своей инициативе избрали в свою среду женщину.
В лаборатории Склодовской-Кюриработали исследователи из разных стран. Так, в течение двух лет в Радиевом институтепрактиковался известный советский физик академик Д. В. Скобельцын,подружившийся с Фредериком и Ирен Жолио-Кюри. Материальные субсидии, выдаваемыелаборатории, по-прежнему оставались очень скудными. Личные средства М. Кюриоказались ничтожными, так как свою Нобелевскую премию она вложила в военныезаймы. К тому же курс франка после войны сильно упал, и деньги обесценились.Для систематической научной работы в Радиевом институте необходим был чистыйрадий, который в то время стал самым драгоценным элементом в мире, в сто тысячраз более дорогим, чем золото. Добытый собственноручно грамм радия М. Кюриотдала во время войны на нужды медицины. Несмотря на трудности, работала окасамоотверженно; не считаясь со здоровьем, продолжала свои научные исследования.
Болезнь глаз (катаракта) иперенесенные в связи с этим четыре операции в значительной мере мешали работе.Долгое время Кюри скрывала свое заболевание от сотрудников, не желая оставлятьработу, но зрение все ухудшалось, и ей пришлось согласиться на операцию. Кактолько зрение возвратилось, она продолжила работать.
Длительное радиоактивноеоблучение, которому подвергалась М. Кюри в течение своей долголетней работы срадием, привело к возникновению у нее злокачественной анемии, от которой онаскончалась в 1934 году.
Фредерик Жолио-Кюри (1900-1958г.г.) и Ирен Жолио-Кюри(1897-1956г.г.).
В Париже, близ Пантеона, гдезахоронены выдающиеся люди Франции, есть улица Пьера Кюри. Здесь расположенИнститут радия. В нем, в научной школе Марии Кюри, вырос и сформировался какученый крупнейший физик мира, выдающийся борец за мир, прогресс и социализмФредерик Жолио-Кюри. Он родился в семье коммерсанта и был шестым, самым младшимребенком. В семье свято хранился революционный дух Коммуны. Фред, как называлиего в семье, всю жизнь помнил фразу матери: «Главное в жизни — это боротьсяпротив несправедливости».
Когда началась первая мироваявойна, Фредерик учился в лицее. Там обучались в основном дети привилегированныхсемей, и его считали «красным». В юности Фредерик очень увлекался спортом,особенно футболом и рыбной ловлей. В 1918 году учение временно пришлосьоставить, так как Жолио призвали на военную службу. После окончания военнойслужбы и лицея он поступил в высшее инженерное учебное заведение — Школу физикии химии. Огромную роль в формировании мировоззрения и во всей судьбе юношисыграл преподававший там Поль Ланжевен, ставший его учителем и другом на всюжизнь.
B 1923 году Фредерик Жолио получилдиплом инженера, и некоторое время работал на металлургическом заводе. Но егонеудержимо влекло к научной работе, в лабораторию. Он хорошо знал работысупругов Кюри, восхищался ими, портреты этих ученых висели в его комнате.Попасть в науку, на университетскую кафедру человеку, не прошедшему черезВысшую нормальную школу, было необычайно трудно. Ему помог Ланжевен. «Онопределил мою судьбу» — рассказывал впоследствии Жолио-Кюри. Ланжевен сказалему — «Я поговорю с госпожой Кюри, выбудете у нее лаборантом». Так Жолио попал в прославленный Институт радия.Сбылось его самое большое желание.
Вначале он занимался изучениемсвойств радиоактивных элементов в сильно разбавленных растворах, получалметодом катодного распыления тонкие металлические пленки и исследовал ихэлектрические свойства. Одновременно, вместе с Марией Кюри, ее дочерью Ирен исотрудниками работал над изучением радиоактивности. В это время бурно развиваласьядерная физика, она и стала основной целью жизни ученого. В 1926 году ФредерикЖолио женился на Ирен с которой его связывала не только горячая любовь, но общностьнаучных интересов. Молодые люди объединили фамилии, судьбы и таланты. Их союзявился копией союза Пьера и Марии Кюри.
Ирен Кюри родилась в 1897 году вПариже в то время, когда ее мать начала заниматься вопросами радиоактивности.Характер девочки и ее будущие интересы определились под влиянием отца и матери— не только крупнейших ученых, но и людей высокой культуры, нравственнойчистоты, выдающегося интеллекта.
Начальное образование Ирен и еесестра Ива получили под руководством матери. Мария Кюри и ее коллеги поуниверситету организовали небольшую школу. Вместе с Ирен в этой школе училисьЖан Ланжевен, Фрэнсис Перрен, а преподавателями были Мария Кюри, Жан Перрен,Поль Ланжевен. Эта своеобразная школа давала детям очень много, и позжебольшинство из них стали крупнейшими учеными. Школа существовала два года, азатем дети стали продолжать образование в различных общедоступных учебныхзаведениях.
В семье Кюри большое вниманиеуделялось спорту. Девочки хорошо плавали, ходили на лыжах.
Ирен сравнительно ранопознакомилась с физическими лабораториями, вращалась в среде учёных. Вместе сматерью 14-летняя девочка присутствовала в Стокгольме на церемонии врученияМарии Кюри второй Нобелевской премии, она часто сопровождала мать в еетуристических поездках. В 1913 году они путешествовали вместе с Эйнштейном иего сыном.
В году первой мировой войны Иренбыла активной помощницей матери по обслуживанию рентгеновских установок иобучению рентгенотехников. После окончания войны она стала студенткой Сорбонны.Девушка не колебалась в выборе своего пути. Физика стала целью ее жизни.
В 1925 году Ирен защитиладиссертацию и продолжала работать в лаборатории Марии Кюри над исследованиемрадиоактивности,
К моменту вступления Ирен иФредерика Жолио-Кюри в науку в области ядерной физики были сделаны важныеоткрытия: изучено явление естественной радиоактивности, полученоэкспериментальное подтверждение ядерной модели атома, осуществлена перваяядерная реакция. В результате бомбардировки азота альфа-частицами Резерфордполучил кислород. Дальнейшие опыты показали, что, воздействуя альфа-частицамина легкие элементы, можно получить ядерные реакции, которым сопутствуетпоявление протонов. Для проникновения в ядра более тяжелых элементов нужны былиальфа-частицы, обладающие весьма большими энергиями. В связи с этим Жолиовместе с женой прежде всего задались целью получить мощный источник альфа-частиц.В этом смысле очень ценным являлся полоний, испускающий преимущественно этичастицы. Кропотливо
изыскивая новые методыприготовления полониевых источников, молодые ученые получили излучательинтенсивностью в милликюри, с помощью которого систематически стали изучатьядерные реакции.
В 1920 году Резерфорд высказал предположение,что в ядре атома существует не имеющая заряда частица, масса которой равнамассе протона. Эту частицу он предложил назвать нейтроном и даже предсказал еесвойства, хотя его усилия получить нейтрон экспериментальным путем успеха неимели. В 1930 году немецкие физики Беккер и Боте наблюдали интересное явление:при бомбардировке альфа-частицами легких элементов, бора и бериллия возникалоочень сильное излучение, проникающее свободно через свинцовую пластинкутолщиной в 10 см.Они предположили; что здесь имеет место рождение гамма-лучей с большойпроникающей способностью.
Ирен и Фредерик Жолио-Кюри решили подробноисследовать таинственное излучение, изучить его ионизационную способность.Вскоре они убедились, что оно не имеет электромагнитной природы. Но тогда чтоже это за излучение, которое очень незначительно ионизирует атомы веществ,встречающихся на его пути, но неожиданно сильно поглощается веществами,содержащими самый легкий элемент — водород, и выбивает из этих веществ ядраводорода — протоны?
Ученик Резерфорда Чедвик влаборатории Кавендиша повторял опыты Жолио-Кюри, усовершенствовав их методику,он обнаружил, что это странное излучение может выбивать не только протоны, но иядра других легких элементов. Чедвик сделал окончательный вывод, что излучениесостоит из частиц с массой, равной единице, и зарядом, равным нулю. Такгипотетический нейтрон Резерфорда, родившийся в его воображении, благодаряопытам Жолио-Кюри и Чедвика получил права гражданства. За открытие нейтронаЧедвику присудили Нобелевскую премию. Это открытие позволило советскому физикуД. Д. Иваненко создать модель, протонно-нейтронного строения ядра, лежащую воснове современной ядерной физики. История этого открытия — яркий примеринтернационального сотрудничества ученых разных стран: немцев, французов,англичан, русских.
После открытия нейтрона началось интенсивноеисследование атомных ядер. Появилось большое количество работ. Во главеисследователей шли Ирен и Фредерик Жолио-Кюри. Они продолжали изучать ядерныереакции, сопровождающиеся появлением нейтронов, и печатали свои научныесообщения. Только в 1932 году ими опубликовано 11 статей.
Но поток исследований одновременнопорождал и поток нерешенных проблем. Еще в 20-х годах англичанин Диракпредсказал существование близнеца электрона — позитрона, имеющего ту же массу,что и электрон, но противоположный знак заряда. Сначала эту частицу обнаружилив космических лучах, а супруги Жолио-Кюри, применив метод советского физика Д,В. Скобельцына, впервые нашли позитроны в лаборатории. Ф. Жолио-Кюри показал,что пара «электрон — позитрон» может родиться «из ничего», то есть из энергииэлектромагнитного излучения. Через год он обнаружил обратное; при столкновениипары «электрон — позитрон» она исчезает как таковая, давая началоэлектромагнитному излучению. Поистине одно диковинное явление сменялось другим!
Однажды супруги Жолио-Кюри«обстреливали» альфа-частицами алюминий. Он испускал позитроны, подобно тому,как это наблюдается у естественных радиоактивных элементов, но когда источникальфа-частиц был удален, то, к удивлению ученых, алюминий продолжал излучать.Такая же картина наблюдалась после облучения альфа-частицами бора, магния инекоторых других элементов. Очевидно, позитроны испускались ядрами какого-товещества, которое образовалось из ядер алюминия, магния или бора, поглотившихальфа-частицу и испускавших нейтрон. Так была открыта искусственнаярадиоактивность.
В сентябре 1933 года ФредерикЖолио-Кюри впервые приехал в Советский Союз. Здесь на первой Всесоюзнойконференции по атомному ядру он рассказал о позитроне и нейтроне. Через месяц,собрался очередной Сольвеевский конгресс. На нем Фредерик Жолио Кюри сделалотчет об опытах по обнаружению искусственной радиоактивности. На конгресссобрались наиболее выдающиеся ученые-физики — Бор, Ферми, Склодовская-Кюри,Резерфорд, Дирак, Де Бройль, Иоффе, Паули и др. Председателем был Ланжевен.
Сообщение Жолио-Кюри вызвалогорячие споры. Сомнение в правильности опытов выразили немка Лизе Мейтнер,американец Лоуренс, экспериментировавший с первым циклотроном, и многие другие.Они считали, что «французы с их устаревшим оборудованием что-то напутали».Фредерик и Ирен были твердо уверены в правильности своих результатов, и ихочень огорчил такой прием.
Вернувшись домой, супруги усиленнопродолжали эксперименты, совершенствуя методику измерений. Они показали, что прибомбардировке алюминия альфа-частицами образуется радиоактивный изотоп фосфора,при бомбардировке бора — радиоактивный изотоп азота, при бомбардировке магния —радиоактивный изотоп кремния. Они выделили химически эти вещества, измериливремя их существования до распада, изучили химические свойства и тем самым доказали,что можно искусственно создать радиоактивные элементы.
Вскоре после публикациирезультатов Жолио-Кюри получили восторженное письмо Резерфорда, в котором онписал: «Я в восторге от отчета о проделанных Вами опытах… Поздравляю Васобоих с проделанной работой, которая позднее приобретет огромное значение.Лично я очень заинтересовался результатами ваших опытов, потому что уже давнополагал, что вскоре при соответствующих условиях мы сможем наблюдать нечтоподобное». Резерфорд не ошибся. Открытие искусственной радиоактивностиприобрело колоссальное значение, в наше время. Были получены радиоактивныеизотопы многих других элементов. Оказалось, что радиоактивными могут бытьизотопы любого элемента, независимо от его положения в таблице Менделеева.Искусственная радиоактивность расширила сведения о строении атомного ядра иоткрыла новые области практического использования меченых атомов в биологии,медицине, металлургии, машиностроении, легкой и пищевой промышленности.
Открытие искусственнойрадиоактивности принесло всемирную известность супругам Жолио-Кюри. В 1935 годуим была присуждена Нобелевская премия. Кажется, совсем недавно присутствовалаИрен на церемонии вручения Нобелевской премии ее матери, а теперь ее муж и онасама получали эту высокую награду. В своей речи по случаю награждения ФредерикЖолио-Кюри предсказал процессы, могущие привести к выделению громадных запасоватомной энергии. Он говорил: «… мы вправе думать, что исследователи, конструируяили разрушая элементы по своему желанию, смогут осуществить ядерные превращениявзрывного характера, настоящие цепные реакции. Если окажется, что такиепревращения распространяются в веществе, то можно составить себе представлениео том огромном освобождении энергии, которое будет иметь место».
Итак, прошло всего несколько лет, и скромный лаборант Института радия
превратился в ученого с мировымименем. Он молод, счастлив, полон сил и замыслов.
В 1934 году ему предоставляетсякафедра в Сорбонне, спустя три года он стал профессором в Коллеж де Франс. Иренпосле смерти матери сначала возглавила ее лабораторию, а затем стала директоромИнститута радия. В 1935 году Ирен стала руководителем работ Национального фонданаук, и спустя год ее назначили заместителем министра просвещения поруководству научно-исследовательскими работами во Франции. Совместно сюгославским физиком Савичем она занялась получением новых радиоактивныхэлементов, более тяжелых, чем уран. Вокруг Жолио-Кюри начинают группироватьсяфранцузские и некоторые иностранные ученые, исследованиями которых онруководит. Это Коварски, Альбан, Савель и др. В то время его увлекают чистоинженерные идеи. Под руководством ученого строится ускоритель, переоборудуетсялаборатория Ампера, руководителем которой он становится, в ней строятся новыехимические и биологические корпуса. Наконец, став профессором в Коллеж деФранс, Жолио-Кюри строит второй в Европе (после СССР) циклотрон.
В это время во многих странахученые усиленно бомбардируют нейтронами различные, элементы. Ферми в Италии,Мейтнер сначала в Берлине, а затем в Швеции, куда она бежала от фашистскогопреследования, Ган и Штрасман в Германии, супруги Жолио-Кюри и югослав Савич вПариже убеждаются, что уран, «обстрелянный» нейтронами, рождает — более легкиеэлементы. Суммируя полученные результаты, Фредерик Жолио-Кюри одним из первыхпоказал, что в результате бомбардировки урана нейтронами возникают новыенейтроны, число которых превышает количество первичных нейтронов. Дляподтверждения гипотезы ученый сконструировал оригинальную установку и впервыесфотографировал траектории атомного распада. Фактически было доказано, чтовыделившиеся нейтроны могут расщеплять соседние ядра и вызывать цепную реакцию.
В 1939 году Альбан, Коварски иФрэнсис Перрен получили патент на созданную ими установку для получения атомнойэнергии и передали его безвозмездно французскому национальному центру научныхисследований.
Начиная с 30-х годов Жолио-Кюрипостепенно приобщается к общественной Деятельности. В 1934 году он вступил воФранцузскую социалистическую партию, спустя два года — в «Лигу борьбы за правачеловека». Однако очень скоро ему стало ясно, что социалистическая партия невыражает истинных интересов народа. Во время событий в Испании все симпатии Жолио-Кюри были на стороне свободолюбивого народа, самоотверженно боровшегося против фашизма, он призывал оказывать Испанской республике всяческую помощь. Его глубоко возмущало подписание Мюнхенского соглашения, развязавшего руки гитлеровскойГермании. Если раньше он считал, что его место в лаборатории, а не на трибуне,то начиная примерно с 1934 года он понял, что не может быть пассивным, и вместес Ланжевеном и другими прогрессивными людьми Франции вступает в борьбу снацизмом.
В. 1938 году международнаяобстановка резко обострилась. Для тех кто занимался вопросами ядерной физики,стало ясно, что атомная энергия таит в себе огромные возможности. В такихусловиях свободная научная информация по этим вопросам становилась невозможной.К французской группе ученых стали поступать письма с просьбой прекратитьпубликацию результатов исследований по распаду ядер урана. В начале второймировой войны Жолио-Кюри прекратил обнародование своих трудов. Но работыпродолжались. Для исследований необходимо было найти вещество — замедлительобразующихся нейтронов. В качестве такого вещества могла быть использована«тяжелая вода». Усилиями Жолио-Кюри в Норвегии закупаются все имевшиеся тамзапасы «тяжелой воды».
Таким образом, в 1939 годуколлектив ученых, возглавляемый Жолио-Кюри, ш