Наука. Величайшие теории. Л.Мейтнер
Всем привет)
Сегодня я расскажу о женщине, которая заслуживает внимания. Текст об исследованиях радиоактивности и открытиях, над которыми работала Мейтнер.
В общем, о доказательстве возможности расщепления ядра и новом элементе - протактинии.
Немного религии - будучи еврейкой, Лиза в зрелые годы крестилась и стала протестанткой.
Расщепление ядра урана дает более легкие элементы криптон и барий. Мейтнер доказала, что энергия, высвобождающаяся при распаде, т.е. энергия, потенциально содержащаяся в ядре, может быть рассчитана на основе соотношения материи и энергии, открытого А.Эйнштейном в его теории относительности. Так как сумма массы продуктов распада немного меньше первоначальной массы атома, можно сказать, что разница масс трансформируется и высвобождается в виде энергии. Эта энергия испускала и нейтроны, которые вызывали новые расщепления, цепная реакция, называемая ядерной энергией.
Лиза предположила, что ядро не обладает плотной жесткой структурой: напротив, оно может принимать разные формы, словно капля воды. Эта модель находит сегодня подтверждение в современной физике, схоже с процессом деления клетки в биологии.
В то время, когда Мейтнер открывала для себя чудесный и совершенно новый мир физики, не утихали споры вокруг атомов. Существовало два взгляда: атомизм и философское течение позитивизм, согласно которому единственным источником знаний являются чувства. Для вторых атомы были синонимом чего-то нереального, метафизического, абстрактного. Сейчас это вызывает улыбку, а тогда не утихали жаркие дискуссии.
Атомизм и есть научная теория, которая объясняет материальную "реальность", которая нас окружает.
Чарльз Вильсон придумал туманную камеру - сосуд со стеклянной крышкой, заполненный воздухом, насыщенным паром воды при низкой температуре, в которой виден путь следования ионизирующей частицы, как от самолета в небе. Теперь, когда можно было "увидеть" частицу, позитивисты лишились лучшего из своих аргументов.
Происходило активное изучение радиоактивности, излучений и открытие изотопов. Л. Мейтнер приходилось работать в лаборатории, которая находилась в подвале университета, так как в само здание женщинам в то время вход был запрещен. Она сконцентрировала свои усилия на изучении бета-распада.
Альфа-излучение - радиация с положительным зарядом
Бета-излучение - с отрицательным и кое-что еще)
Гамма-лучи - заряд отсутствует.
Ранее Дирак уже предсказывал существование одинаковых по массе положительных и отрицательных частиц, электрона и позитрона.
К.Д.Андерсон открыл присутствие позитронов в космических лучах, под действием магнитного поля в туманной камере они описывают траекторию, идентичную траектории электронов, но в противоположном направлении.
Гипотеза Дирака была подтверждена.
Возможность искусственной радиоактивности открыла изотопы и установила, что при этом возникает большое количество позитронов.
Бета-распад вызывал не только появление электронов, но и новых частиц - позитронов и нейтронов. Электроны организованы по уровням: те, которые обладают меньшей энергией, располагаются ближе к ядру, а электроны с большей энергией - дальше от ядра. Для скачка электрона с одного уровня на другой он должен поглотить или испустить энергию в виде фотонов.
Мейтнер занималась исследованием спектральных линий бета-излучений. После прихода к власти Гитлера у Лизы было не самое лучшее время, так как она была еврейкой. Это были годы господства подлости, расизма и ксенофобии. Все же ученые продолжили свою работу, следуя за Энрико Ферми, исследуя бомбардировку урана нейтронами. Все это привело Мейтнер и Гана к открытию расщепления ядра. К несчастью, это позволило создать атомную бомбу, однако впоследствии нашло применение в мирных целях: для производства энергии были построены атомные электростанции.
В последствии Ган стал сотрудничать с нацистским правительством и дистанцировался от Мейтнер, убедил самого себя, что был единственным открывателем расщепления ядра.
После капитуляции Германии в 1945 году к Мейтнер пришла запоздавшая слава, ведь именно она руководила исследованиями радия и говорила о том, что наблюдаемые процессы не укладываются в теоретические рамки.
Еще до войны Ган и Мейтнер начали искать новый элемент в урановой смолке - минерале, в котором впервые был обнаружен уран, а Кюри нашли там же полоний и радий. Лиза растворила урановую смолку в кислоте, отделила уже известные радиоактивные элементы, такие как радий. Изучая результат, обнаружила совершенно новый элемент, испускающий сильное альфа-излучение. Этот элемент был назван "протактиний" и поставлен на место №91 в периодической таблице.
Мейтнер отказалась участвовать в Манхэттенском проекте, она была не только ученым, но и человеком, который всегда отстаивал свои моральные принципы.