Matka bomby jądrowej

Matka bomby atomowej, która nie chciała mieć z nią nic wspólnego. Był rok 1938, a świat fizyki został wywrócony do góry nogami przez odkrycie dokonane przez dwie osoby pracujące w Berlinie. Otto Hanna i Lysa Meitner. Meitner, austriacko-szwedzka fizyczka, ściśle współpracowała z Hahnem przez 30 lat, ale w obliczu zbliżającej się II wojny światowej została zmuszona do ucieczki z nazistowskich Niemiec do Szwecji. To właśnie tam otrzymała list od Hanna opisujący nowe, zaskakujące wyniki eksperymentów. Meitner szybko zdała sobie sprawę z ogromu tego, na co natknął się Hahn – rozszczepienie atomu uranu na mniejsze dwa jądra. Proces, który później będzie znany jako rozszczepienie jądra atomowego i podstawę bomby atomowej.

Spostrzeżenia Meitner pomogły zapoczątkować erę atomową. Jednak przez wiele lat jej kluczowy wkład był pomijany i nierozpoznany. Odmówiono jej udziału w Nagrodzie Nobla przyznanej Hahnowi w 1944 roku za to odkrycie. Dlaczego Meitner nie została należycie doceniona? Jej płeć, religia i status uchodźczyni sprzysięgły się przeciwko niej na wiele sposobów, nawet gdy dokonywała genialnych postępów w fizyce. Lysa Meitner urodziła się w 1878 roku w żydowskiej rodzinie w Wiedniu w Austrii. Jako dziecko wykazywała się bystrym intelektem i zainteresowaniem naukami ścisłymi, zwłaszcza matematyką i fizyką. Jednak edukacja dziewcząt w wieku poniżej 14 lat była w Austrii zabroniona.

Zdeterminowana, by zająć się naukami ścisłymi, Meitner zawarła umowę z ojcem, by ukończyć szkolenie nauczycielskie, co pozwoliłoby jej prywatnie przygotować się do egzaminu wstępnego na uniwersytet. W wieku 21 lat zdała egzamin celująco, dzięki czemu stała się jedną z pierwszych kobiet, którym pozwolono studiować fizykę na Uniwersytecie Wiedeńskim. Na Uniwersytecie Meitner doświadczała dyskryminacji, ale wytrwała i w 1905 roku została drugą kobietą, która uzyskała tytuł doktorki fizyki Podczas studiów doktoranckich Meitner poznała chemika Otto Hanna. Szybko połączył ich wspólny entuzjazm do radioaktywności. Całkiem niedawno odkryto, że materiały radioaktywne nieustannie emitują energetyczne cząstki i promieniowanie. Wielu naukowców starało się zrozumieć te tajemnicze emisje i sposób w jaki atomy mogą spontanicznie zmieniać się w inne pierwiastki.

W 1907 roku Hahn przyjął posadę w prestiżowym Kaiser Wilhelm Institute for Chemistry w Berlinie. Zaprosił Meitner, aby do niego dołączyła, a ona chętnie się zgodziła, stając się jego młodszą partnerką badawczą. W instytucie Meitner i Hahn rozpoczęli bardzo produktywną 30-letnią współpracę badając radioaktywność. Odkrycie protaktynu. W 1914 roku Meitner i Hahn poszukiwali nieuchwytnego izotopu macierzystego aktynu w ramach swoich pionierskich prac nad radioaktywnością. Ich wysiłki zostały jednak przerwane przez wybuch pierwszej wojny światowej tego samego lata. Hahn został powołany do wojska, podczas gdy Meitner zgłosiła się na ochotnika jako technik rentgenowski na froncie wschodnim.

Kiedy Meitner wróciła do laboratorium pod koniec 1916 roku, większość jej kolegów została powołana do służby wojennej. Niezrażona postanowiła sama rozwiązać zagadkę aktynu. W lutym 1917 roku Meitner wyekstrahowała 2 gramy materiału z 21 gramów rudy uranu. Odłożyła połowę próbki i dodała znacznik do drugiej połowy, którą następnie poddała złożonej serii chemicznych etapów oczyszczania. Ku jej podekscytowaniu ta wyizolowana frakcja emitowała promieniowanie alfa, sugerując obecność nieznanego pierwiastka, którego poszukiwali. Meitner przeprowadziła serię testów, aby zidentyfikować źródło cząstek alfa. W procesie eliminacji udowodniła, że nie pochodzą one ze znanych emiterów alfa, takich jak ołów albo tory.

Kiedy Hahn wrócił do laboratorium, pomógł Meitner zaprojektować dalsze eksperymenty, które ostatecznie zweryfikowały jej odkrycie. Do grudnia 1917 roku Meitner wyizolowała zarówno nowy pierwiastek, jak i jego produkt pochodny, aktyn. Nazwała ten pierwiastek macierzysty protaktynem, ze względu na jego pozycję w układzie okresowym powyżej aktynu. Meitner odniosła sukces tam, gdzie wielu innych poniosło porażkę, pokonując ogromne wyzwania związane z wojną i uprzedzeniami ze względu na płeć. Ale kiedy opublikowała pracę w 1918 roku, tylko Hahn został wymieniony jako odkrywca. Meitner pojawiła się w przypisie, gdzie dziękowano jej za bardzo cenne sugestie. Niestety to wymazało jej kluczowy wkład – konceptualizację procesu izolacji i identyfikację wszystkich produktów eksperymentów.

Jako kobieta naukowiec Meitner była pionierką i odstawała od reszty Europy na początku XX wieku. Kiedyś zażartowała, że była traktowana jako niepożądane ciało obce w całkowicie męskiej sekcji chemii Instytutu. Meitner była mentorką tylko garstki doktorantów, ponieważ profesury z fizyki były wówczas całkowicie zamknięte dla kobiet. Przez całą swoją karierę spotykała się ze sceptycyzmem co do swoich umiejętności, a odwiedzający ją naukowcy początkowo mylili ją z gosposią lub sekretarką. Jednak dzięki wsparciu Hanna, który jak już wiemy i jeszcze się dowiemy w kluczowych momentach wykluczał ją jednak z pracy, Oraz niezaprzeczalnej błyskotliwości jej umysłu, Meitner stopniowo zyskiwała uznanie naukowe. W 1926 roku została mianowana profesorką fizyki w Kaiser Wilhelm Institute.

Stała się dopiero drugą kobietą profesorem fizyki w Niemczech. Nadal jednak istniały bariery instytucjonalne. Na przykład Meitner nie mogła wejść do sali obiadowej dla wykładowców w instytucie, ponieważ była ona przeznaczona wyłącznie dla mężczyzn. Jednak nie tylko bycie kobietą stanowiło dla niej problem. Jej dziedzictwo jako Żydówki z Austrii również narażało ją na uprzedzenia, zwłaszcza gdy antysemityzm nasilił się w Niemczech pod rządami nazistów. W latach 30. nowe przepisy zakazywały żydowskim naukowcom zajmowania stanowisk w służbie cywilnej. Meitner straciła stanowisko profesorki i stała się coraz bardziej odizolowana w instytucie. Jako fizyczka była również napiętnowana za pracę nad żydowską fizyką. Teoretyczną nauką zapoczątkowaną przez Einsteina, która została później oczerniona przez nazistów.

W 1938 roku Meitner wiedziała już co się dzieje i planowała ucieczkę do Szwecji. Później wspominała, że musiała potajemnie uciec z Berlina, korzystając z austriackiego paszportu i pomocy holenderskich fizyków. Była to bolesna decyzja o pozostawieniu swoich badań, przyjaciół i cennego fortepianu. Jednak zaledwie kilka dni po ucieczce Meitner otrzymała od Hanna list, który zmienił jej życie. Odkrycie rozszczepienia atomowego. Hahn opisał swój ostatni eksperyment polegający na bombardowaniu uranu neutronami, w wyniku którego powstały znacznie lżejsze pierwiastki takie jak bar. Według ówczesnej fizyki nie powinno to być możliwe. Meitner natychmiast zrozumiała, że jądro uranu musiało się rozpaść zaprzeczając przyjętemu poglądowi, że atom jest niepodzielny.

Po dalszych matematycznych obliczeniach podczas zimowego spaceru obliczyła jak ogromne musi być uwolnienie energii, które nastąpiłoby Wyniku rozszczepienia tak dużego jądra. Wraz ze swoim siostrzeńcem Otto Frischem Meitner ukłuła nowy termin. Rozszczepienie jądra atomowego. Meitner kontynuowała korespondencję z Hahnem i opublikowała swoje teoretyczne wyjaśnienie w 1939 roku. Później tego samego roku Hahn i jego asystent Strassmann opublikowali więcej dowodów eksperymentalnych. Gdy znaczenie odkrycia stało się jasne, badania nad rozszczepieniem jądra atomowego eksplodowały w całej społeczności fizyków. Meitner została początkowo doceniona za swoje spostrzeżenia i nazwana niemiecko Marie Curie.

Ale to był dopiero początek jej upokorzeń. Hahn i Meitner tworzyli skuteczny zespół. On zapewniał wiedzę chemiczną, podczas gdy ona interpretowała fizykę. Istnieją jednak silne przesłanki, że Hahn nie czuł się do końca komfortowo, mając koleżankę, która go wyprzedzała. Meitner twierdziła, że Hahn początkowo opierał się zdobyciu przez nią doktoratu, obawiając się, że będzie to oznaczać, że jego praca zależy od niej. Później, gdy została mianowana profesorką fizyki w instytucie, Hahn martwił się głośno, że Meitner wkrótce może zostać jego szefem. Ich relacje zaczęły się psuć w latach trzydziestych, gdy żydowskie pochodzenie Meitner naraziło ją na coraz większe niebezpieczeństwo w nazistowskich Niemczech. Prywatnie Hahn prawdopodobnie martwił się, że otwarte pomaganie jej może zaszkodzić jego własnej pozycji.

Publicznie jednak bagatelizował ten kryzys, a nawet ostatecznie pomógł jej zaplanować ucieczkę do Szwecji, o której wam opowiadałem. Podczas gdy ich osobista sympatia pozostała, polityka tamtych czasów nieuchronnie nadwyrężyła ich partnerstwo i doprowadziła do podjęcia przez Hanna decyzji, która na zawsze zniszczyła ich relacje. To prawdopodobnie właśnie te napięcia wyjaśniają decyzję Hanna o opublikowaniu kluczowych odkryć dotyczących rozszczepienia jądrowego bez podania nazwiska Meitner w samym artykule. Znowu, dostarczyła ona całe ramy teoretyczne opisu zjawiska rozszczepienia jądra atomowego, ale tylko Hahn i jego asystent pojawili się jako autorzy przełomowego artykułu ze stycznia 1939 roku, w którym ogłoszono rozszczepienie jąder uranu.

Dlaczego Hahn znowu wykluczył ją z artykułu? Wydaje się, że w grę wchodziła złożona mieszanka czynników. Wspomnienie Żydówki, która uciekła z Niemiec mogło zdyskredytować odkrycie w nazistowskich Niemczech. Hahn mógł również obawiać się, że jej status uchodźczyni oznaczał, że nie zasługiwała już na bezpośrednie uznanie. Zazdrość zawodowa również mogła odegrać pewną rolę, ponieważ Meitner opracowała koncepcję odkrycia, na które Hahn natknął się tylko przypadkowo. Współpraca Meitner i Hanna nigdy w pełni nie odzyskała równowagi po tej zdradzie. Meitner była głęboko zraniona tym, że Hahn nie uznał jej publicznie, a także umniejszeniem jej roli podczas odbierania jedynej nagrody Nobla w 1944 roku. Bo gdy Hahn otrzymał Nagrodę Nobla za rozszczepienie jądra atomowego, Meitner została szokująco pominięta, mimo że zinterpretowała dowody i szczegółowo opisała teorię rozszczepienia.

Hahn zbagatelizował nawet jej rolę w swoim wykładzie noblowskim, choć później po latach uznał jej wkład w to odkrycie. Meitner była głęboko zraniona wykluczeniem z tego najwyższego naukowego wyróżnienia. Było kilka powodów, dla których Komitet Noblowski pominął Meitner. Jako kobieta jej reputacja naukowa została odrzucona pomimo jej udokumentowanych odkryć. Jej wygnanie do Szwecji również oddaliło ją od jądra badań skupionych wokół Hanna. Niektórzy sugerują, że Hahn celowo ukrył jej kluczowe spostrzeżenia w swoim wykładzie noblowskim, czując się zagrożony błyskotliwością Meitner. Wybuch wojny i związane z nią uprzedzenia prawdopodobnie również odegrały dużą rolę. Matka bomby atomowej, którą nigdy nie chciała być.

Oprócz niesprawiedliwości związanej z Noblem, Meitner musiała później zmagać się z moralnym ciężarem jej odkrycia, które zostało wykorzystane do budowy broni atomowej. Była przerażona, gdy prasa nazywała ją matką bomby atomowej. Meitner wyobrażała sobie, że rozszczepienie jądra atomowego może wytworzyć wspaniałe, nowe źródła energii, ale odmówiła pracy nad wojskowymi zastosowaniami swoich badań. W przeciwieństwie do wszystkich mężczyzn, którzy ochoczo wskoczyli w projekt Manhattan. Meitner nie była przygotowana na przerażający zasięg bomby atomowej, gdy w 1945 roku pojawiły się wiadomości na jej temat. Po raz pierwszy dowiedziała się o tajnym projekcie Manhattan i zbombardowaniu Hiroshima z nagłówka gazety. Meitner jadła wtedy obiad z przyjaciółmi w domku na wsi, a kiedy zobaczyła słowa bomba atomowa zrzucona na Japonię, krew odpłynęła jej z twarzy i musiała opuścić pokój przytłoczona niepokojem.

Meitner napisała później do przyjaciela. Muszę przyznać, że mogłam przewidzieć ten straszny rozwój wydarzeń i czuję się bardzo samotna. Dręczyło ją poczucie winy, bo czuła, że powinna była przewidzieć jakie jej podstawowe badania zostaną wykorzystane do tak niszczycielskich celów. Meitner głęboko opłakiwała również niewinne ofiary śmiertelne nazywając bombę najstraszniejszą rzeczą jaką kiedykolwiek wynaleziono. Kiedy kilka dni później Stany Zjednoczone zrzuciły drugą bombę atomową na Nagasaki, Meitner była jeszcze bardziej zrozpaczona niekontrolowanym rozprzestrzenianiem się tej przerażającej technologii. Obawiała się wyścigu zbrojeń prowadzącego do zniszczenia świata, proroczo pisząc, zastanawiam się, czy kiedykolwiek będzie jeszcze świat bez strachu.

Meitner opowiadała się za kontrolą energii atomowej w celu wykorzystania jej do celów pokojowych, takich jak produkcja energii elektrycznej. Jej apele pozostały jednak w dużej mierze bez odzewu w obliczu eskalacji zimnej wojny. Jednak Meitner ostatecznie doszła do wniosku, że wina nie leży po stronie naukowców, ale polityków, którzy skierowali badania w kierunku działań wojennych, a nie celów humanitarnych. Uważała, że sama nauka jest moralnie neutralna i zyskuje dobry lub zły charakter, służąc dobrym lub złym mistrzom. Jednak tragedia Hiroshima i Nagasaki na zawsze naznaczyła ostatnie lata życia Meitner. Choć odkryła fundamentalny proces napędzający bomby, miała poczucie winy z powodu braku mocy, aby zapobiec ich rozprzestrzenianiu się. Meitner wierzyła, że kwestie moralne nie powinny być pozostawione tylko politykom i postrzegała naukowców jako współodpowiedzialnych za konsekwencje swoich odkryć.

Ale jej samotny głos doradzający etyczną ostrożność pozostał w dużej mierze niezauważony, podobnie jak jej wczesny geniusz pozostał niezauważony w naukowym establishmentzie. Meitner powiedziała kiedyś, że nigdy nie straciła pasji do fizyki twierdząc, że nauka była dla niej miłością. Historia jej życia pozostaje inspiracją dla wszystkich tych, którzy walczą z uprzedzeniami, aby wyrzeźbić swoje miejsce i wywrzeć trwały wpływ na sferę naukową. Na szczęście pod koniec swojej kariery Meitner w końcu zyskała większe uznanie. W 1960 roku przeniosła się do Anglii i kontynuowała badania nad fizyką jądrową. Meitner otrzymała prestiżowe wyróżnienia, w tym medal Maxa Plancka i nagrodę Enrico Fermiego. Została również zaproszona do odwiedzenia Niemiec w celu odebrania wielu innych nagród.

Na jej cześć nazwano później pierwiastek Meitner, a nawet krater księżycowy. Jednak opowieść Meitner służy również jako trzeźwe przypomnienie, że marsz postępu naukowego nie zawsze zmierza w kierunku sprawiedliwości i pokoju. Nawet najlepiej zapowiadające się odkrycia mogą zostać przekręcone do potwornych celów, jeżeli nie pilnujemy polityków i nie kierujemy się etyką oraz dobrem całego społeczeństwa. Gdy teraz stoimy u progu nowej ery technologicznej, życie Meitner przemawia przez pokolenia, wzywając zarówno naukowców, jak i obywateli do zachowania czujności. Bo nigdy nie wiemy, jak kolejne odkrycia naukowe zostaną wykorzystane przez rządzących tym światem. Dzięki za wysłuchanie tego odcinka.