Лизе Мейтнер

Лизе Мейтнер (7 ноября 1878 – 27 октября 1968) — австрийско-шведский физик-ядерщик. В 1930 году она доставила измерение, которое только и сделало нейтрино необходимым, — и она первой объяснила в 1939 году, что происходит при делении ядра.

Путь в физику

Мейтнер родилась в Вене и принадлежала к первым женщинам, которым там было позволено изучать физику. В 1906 году она защитила диссертацию у Людвига Больцмана. В 1907 году она перебралась в Берлин, где слушала Макса Планка и начала сотрудничество с химиком Отто Ганом, которому предстояло длиться три десятилетия.

Начало было тягостным. Женщинам доступ в Химический институт был закрыт; Мейтнер работала поначалу в бывшей столярной мастерской в подвале. В 1926 году она стала в Берлине первой женщиной — профессором физики в Германии.

Калориметрический эксперимент 1930 года

При бета-распаде электроны покидают ядро с совершенно разными энергиями — непрерывный спектр вместо резкого значения. Это было известно с 1914 года, но оставалось спорным. Многие считали это ошибкой измерения: возможно, электроны теряют энергию лишь по пути наружу.

Мейтнер и Вильгельм Ортман решили этот вопрос в 1930 году с помощью калориметра. Они измеряли не отдельные электроны, а всё тепло, которое отдавал образец. Если бы спектр был артефактом, количество тепла должно было бы соответствовать максимальной энергии. Оно соответствовало среднему значению.

Тем самым было установлено: при бета-распаде энергия теряется, и притом действительно. Ещё в том же году Вольфганг Паули предложил невидимую частицу, которая её уносит.

Бегство и деление ядра

В 1938 году Мейтнер как еврейке пришлось бежать из Германии. Через Нидерланды она добралась до Швеции и продолжила работу в Стокгольме.

В декабре 1938 года Ган написал ей о необъяснимом результате: при облучении урана нейтронами возникал барий — гораздо более лёгкий элемент. Мейтнер обсудила это на Рождество со своим племянником Отто Фришем. Оба поняли, что ядро урана должно было разделиться, и рассчитали высвобождающуюся при этом энергию. Их работа в Nature от февраля 1939 года ввела понятие деление ядра.

Нобелевскую премию по химии получил в 1944 году один Отто Ган. Обход Мейтнер считается сегодня одним из самых известных ошибочных решений в истории этой премии.

Позиция

Мейтнер отказалась участвовать в разработке ядерного оружия. Приглашение в Лос-Аламос она отклонила. После войны она ясно высказывалась об ответственности учёных.

В 1997 году её именем был назван элемент 109: мейтнерий. Это один из немногих элементов, носящих имя женщины.

Значение для физики нейтрино

Без измерения 1930 года предложение Паули не имело бы твёрдой почвы. На вопрос «Действительно ли потеря энергии реальна?» надо было сначала ответить, прежде чем кто-либо мог придумать для неё новую частицу.

Тем самым Мейтнер стоит в начале цепи, которая через Энрико Ферми и Фредерика Райнеса ведёт к сегодняшним большим детекторам — и которая началась с измерения тепла.

Связанные понятия

• Бета-распад — то, что она измерила
• Вольфганг Паули — ответ на её результат
• Энрико Ферми — теория за этим
• Нейтрино

Источники

• L. Meitner, W. Orthmann: Über eine absolute Bestimmung der Energie der primären β-Strahlen von Radium E, Zeitschrift für Physik 60, 143 (1930).
• L. Meitner, O. R. Frisch: Disintegration of Uranium by Neutrons: a New Type of Nuclear Reaction, Nature 143, 239 (1939).