У 1938 р. Ліз Мейтнер запропонувала теоретичне пояснення поділу ядер на основі рівняння Альберта Ейнштейна e = mc²

У Відні, мабуть, найдосконалішому втіленні ліберальної, багатомовної та впевненої в собі Європи кінця минулого століття, Лізе Мейтнер народилася в 1878 році. Її внесок у фізику, плід збалансованої теоретичної та експериментальної перспективи, можна порівняти з Марії Кюрі з хімії або Еммі Нотер з математики. Його життя, ознаменоване дискримінацією та дискредитацією, також.

ніколи

Мейтнер, єврейського походження, вивчав фізику і математику у своєму місті у Людвіга Больцмана, піонера так званої статистичної механіки. Ця дисципліна пояснює макроскопічні величини, такі як температура або ентропія, на основі мікроскопічних явищ. Отримавши ступінь доктора теоретичної фізики, також у Віденському університеті, і завдяки трьом опублікованим статтям, Мейтнер хотіла продовжувати розширювати свої знання в Берлінському університеті, де її ледве вдалося прийняти як слухача. Там викладав Макс Планк, батько квантової теорії, який в 1912 році закінчив наймати її асистентом. Вона була першою жінкою, яка обіймала таку посаду в Пруссії, і це був єдиний спосіб, який дозволив їй мати певний дохід в академічному середовищі, а отже, мати можливість продовжувати свою роботу в інституті видатного хіміка Еміля Фішера. Там Мейтер проводив свої розслідування у підвалі, оскільки доступ до решти будівлі був заборонений.

У той час він присвятив свої зусилля новій галузі радіохімії, яка на той час вивчала радіоактивність, явище, характерне для атомного ядра, за допомогою хімічних методів. Хоча хімія - це наука, заснована на атомній корі, оскільки атом має той самий електричний заряд в ядрі, що і в корі - хоча і з протилежними ознаками -, через нього можна отримати інформацію про явища ядра. Єдиним радіохіміком у Німеччині на той час був Отто Ган, який став давнім співробітником Мейтнера. Разом з ним він виміряв спектр бета-випромінювання, попередній крок до відкриття нейтрино, слабкої (і електрослабкої) сили та бозона Хіггса. Він також відкрив протактиній - елемент, що передує урану; і, найголовніше з усіх: виявив ділення ядер.

Експерименти Отто Хана показали, що при бомбардуванні урану нейтронами утворюються елементи, не такі, як можна було б очікувати. Ліз Мейтнер запропонувала таке пояснення: нейтрон, потрапляючи в ядро ​​урану, не просто спричиняє невеликий чіп, а розбиває його на два більш-менш рівні фрагменти. Свою ідею він базував на рівнянні E = mc², даному Альбертом Ейнштейном 33 роки тому.

Щоб зрозуміти цю ідею, давайте подумаємо про арбалет. Ми знаємо, що кінетична енергія вистріленої стріли дорівнює потенційній енергії навісного арбалета. Також правда, хоча і набагато менш інтуїтивно зрозуміла, що вага встановленого арбалета не збігається із сумою ваг стріли та арбалета окремо, але трохи вище. Однак цей "масовий дефект" занадто малий, щоб його можна було точно визначити в цьому прикладі. Однак спеціальна теорія відносності стверджує, що ця різниця мас, помножена на швидкість світла в квадраті, дорівнює кінетичній енергії стріли. При діленні ядра ядро ​​атома урану діє як навісний арбалет, який спрацьовує, поглинаючи нейтрон. У цьому випадку сили, що утримують ядро ​​разом, настільки інтенсивні, що різницю між його масою та силою двох фрагментів, на які воно розщеплене, можна точно виміряти.

Ліз Майтнер провела ці обчислення разом зі своїм племінником Отто Фрішем і виявила, що вони збігаються з кінетичною енергією ядер, що виникають в результаті процесу. На цьому він дійшов висновку, що в експериментах з бомбардування урану спостерігалося поділ ядра на дві частини порівнянних розмірів. Ці експерименти проводились з 1934 р. В різних лабораторіях Європи та США, але їх ніколи не приписували явищу, описаному Мейтнером у 1938 р.

До цих революційних висновків Мейтнер дійшов у Швеції, куди втік з нацистської Німеччини. До публікації ваших результатів у журналі Природа, За ним послідувала лавина повідомлень про поділ ядер, яка була обірвана з початком війни у ​​вересні 1939 року. Дослідження щодо поділу ядерної енергії активізувалися, але стали військовою таємницею. Шість років потому, у серпні 1945 р., Величезна кількість ядерних сил проявилася в Японії. Всього через три місяці Нобелівську премію з хімії присудили виключно Отто Хану за відкриття ядерного поділу.

Лізе Майтнер померла в 1968 році в Англії. Його спротив застосуванню ядерного розподілу для військових цілей приніс йому епітафію, яка надає цій статті назву. Двадцять дев'ять років потому хімічний елемент 109 був названий мейтнерієм на його честь.

Mª Ángeles García Ferrero є докторантом в Гейдельберзькому університеті (Німеччина) та нещодавно отримав премію Хосе Луїса Рубіо з Франції

Хуан Гарсія Ферреро він фізик та інженер

Кава та теореми це розділ, присвячений математиці та середовищу, в якому вона створюється, координується Інститутом математичних наук (ICMAT), в якому дослідники та члени центру описують останні досягнення цієї дисципліни, діляться місцями зустрічей між математиками та іншими соціальні та культурні вирази і пам’ятайте тих, хто ознаменував її розвиток і знав, як перетворити каву на теореми. Назва викликає визначення угорського математика Альфреда Рені: "Математик - це машина, яка перетворює каву в теореми".

Редагування та узгодження: Агата А. Тимон Гарсія-Лонгорія (ICMAT)

Ви можете стежити ТЕМА в Facebook, Twitter, Instagram або підпишіться тут на наш бюлетень