Отто Ган
Биография
Немецкий химик Отто Ган родился во Франкфурте-на-Майне и был одним из трех сыновей Генриха Гана, стекольщика, и Шарлотты Гизе (в девичестве Штуцман) Ган, которая имела еще одного сына от первого брака. После получения начального образования в Клингерском реальном училище Г. по желанию родителей, которые хотели, чтобы он стал архитектором, поступил в Технический университет. Убедившись, что ему больше нравится химия, он перевелся в Марбургский университет. По прошествии года он переходит в Мюнхенский университет по профилю физической и неорганической химии, зоологии и искусства. Для получения докторской степени он возвращается в Марбург, где в 1901 г. и получает искомую степень. После года военной службы в 81-м пехотном полку во Франкфурте он возвращается к академической деятельности, став помощником лектора в Марбургском университете.
Для совершенствования в английском языке, в котором он нуждался для получения должности в промышленной сфере, Г. провел часть 1904 г. в лаборатории Уильяма Рамзая в Университетском колледже в Лондоне. Получив задание выделить чистый радий из руды карбоната бария, Г. открыл новые радиоактивные фрагменты химического элемента тория, один из которых он назвал радиоторием. Молодой химик произвел благоприятное впечатление на Рамзая, и он рекомендовал его Эмилю Фишеру, директору Химического института при Берлинском университете. Фишер согласился принять Г. на работу сразу же после его возвращения из Канады, где в Монреале в Макгильском университете он в течение шести месяцев под руководством Эрнеста Резерфорда проводил исследования по радиоактивности.
Дело в том, что У.Г. Брэгг обнаружил, что набор альфа-частиц, испускаемых радиоактивными атомами, является характерным для каждого атома. В Макгильском университете Г. измерил набор альфа-частиц для препаратов радиотория и в результате этого открыл новую радиоактивную субстанцию с высокой энергией альфа-частиц. Этот элемент, который он назвал торий-С, имел очень малую продолжительность жизни и не мог быть химически выделен из радиотория. Ныне известный как полоний-214, он имел время полужизни (время, за которое осуществляется полураспад вещества), равное одной трехмиллионной доле секунды. Кроме исследования полония-214, Г. описал свойства радиоактиния.
По возвращении в Германию Г. продолжил свои исследования с радиоактивными элементами в Химическом институте. Здесь он подтвердил существование промежуточного радиоактивного вещества мезотория. В 1907 г. Лизе Майтнер, физик из Вены, прибыла в Берлин учиться и выполнять экспериментальную работу у Макса Планка. Хотя женщинам запрещалось работать со студентами мужского пола в одной лаборатории, ей было разрешено посещать лабораторию Г. Сотрудничество Г. и Майтнер продолжалось более 30 лет. Они исследовали проблему испускания электронов из радиоактивных ядер (бета-распад) и идентифицировали несколько ранее неизвестных радиоактивных продуктов, полученных в процессе трансформации. Когда в 1912 г. был создан Институт физической химии и электрохимии кайзера Вильгельма, Г. стал директором радиохимической группы. Институтское оборудование позволило Г. и Майтнер проводить работу по изучению рубидия и калия – распространенных в природе элементов со слабой радиоактивностью. Определив время полураспада рубидия, которое оказалось равным 230 млрд лет, Г. показал, что возраст рубидийсодержащих минералов может быть рассчитан, исходя из анализа распада рубидия до превращения его в стронций.
В начале первой мировой войны Г. был призван в пехотный полк действующей армии, принимал участие в боевых действиях на Западном фронте, был награжден. Но поскольку он был химиком, его переводят в службы, занимавшиеся созданием химического оружия, где он работал под руководством Фрица Габера, который развеял первоначальные сомнения Г. в отношении этого оружия, убедив его, что такое орудие приведет к более быстрому завершению войны и тем самым многим сохранит жизнь. Г. несколько раз участвовал в подготовке газовых атак и испытал сильнейший стресс от наблюдаемого эффекта. Только переехав в Берлин в 1917 г., Г. смог возобновить свои работы с Майтнер по распаду радиоактивных веществ; именно в это время он обнаруживает нестабильный элемент – протактиний.
Продолжив после окончания войны исследования с радиоактивностью, Г. заметил, что многие радиоактивные вещества, по-видимому, имеют одинаковые химические свойства. Это явление было объяснено в работах английских ученых Фредерика Содди, Дж. Томсона и Фрэнсиса У. Астона, которые установили, что изотопы элемента имеют в ядре различное число нейтронов, являющихся ответственными за изменение ядерных свойств и поведения. Г. открыл уран-Z, что явилось первым примером существования изомера радиоактивных атомов. Затем его заинтересовали аспекты применения радиоизотопов в химии, включая образование кристаллов и использование меченых атомов в химических реакциях.
В 1928 г. Г. был назначен директором Института физической химии и электрохимии кайзера Вильгельма. В 1933 г. он посетил Соединенные Штаты Америки и выступил с докладом на чтениях, посвященных Джорджу Фишеру в Корнеллском университете. Узнав, что на основании нацистских законов ученые еврейской национальности изгнаны из Института кайзера Вильгельма и что Габер в виде протеста подал в отставку, Г. поспешил вернуться в Германию. В следующем году он принял участие в конференции, посвященной Габеру после его смерти в Швейцарии. Несмотря на отказ Г. вступить в нацистскую партию, ему разрешили остаться в институте в прежней должности.
В 1934 г. Г. с Майтнер и присоединившимся к ним год спустя Фрицем Штрассманом начали изучение эффекта облучения нейтронами урана и тория, предполагая, что будут образовываться новые, более тяжелые, чем уран, элементы. Еще до того, как эта группа исследователей смогла проверить эту гипотезу, Австрия была захвачена Германией, и Майтнер, которая была австрийской еврейкой, бежала в Швецию. Обосновавшись в Стокгольме, Майтнер вместе со своим племянником Отто Фришем, тоже физиком, продолжила совместные исследования с Г., переписываясь по почте. К общему удивлению, они обнаружили, что бомбардировка урана нейтронами приводит к образованию радиоактивных веществ, которые химически идентичны барию, лантану и церию. Поскольку эти элементы имеют атомный вес вдвое меньший, чем у исходного урана, стало ясно, что нейтронное облучение расщепляет ядра урана. Вскоре было обнаружено, что в процессе, который они назвали ядерным расщеплением, так же как и при цепной реакции, выделяется большое количество энергии.
Как и страны антигитлеровской коалиции, Германия проявляла особый интерес к использованию процесса ядерного распада для усиления своего военного потенциала, и вскоре после начала второй мировой войны вермахт создает центр ядерных исследований. Г. был подключен к этим проектам, хотя и занимался лишь фундаментальными проблемами по изучению продуктов ядерного расщепления. В конце войны Институт кайзера Вильгельма был разрушен бомбардировками союзников и переехал в г. Тайльфинген на юг Германии. Здесь после занятия его французскими войсками Г. и его коллеги были арестованы англоамериканской спецразведкой, переправлены в Англию и допрошены об их научной деятельности во время войны. Несколько месяцев позднее Г. перенес сильное потрясение, узнав, что США в 1945 г. использовали ядерное оружие против японских городов Хиросима и Нагасаки.
Будучи интернирован в Англию, Г. узнает, что ему присуждена Нобелевская премия по химии за 1944 г. «за открытие расщепления тяжелых ядер». Ему было разрешено вернуться в Германию в 1946 г., в конце этого же года ему была вручена Нобелевская премия в Стокгольме. В своей речи при презентации лауреата Арне Тизелиус, член Шведской королевской академии наук, сказал: «Открытие расщепления тяжелых ядер привело к таким последствиям, что мы все, все человечество, смотрим вперед с большими надеждами, но также и с большими опасениями за наше будущее».
В Нобелевской лекции Г. проследил пройденный научными исследованиями путь от естественной трансмутации урана, открытой Антуаном Анри Беккерелем, к ядерному расщеплению. В заключение он процитировал отрывок из лекции Фредерика Жолио-Кюри, произнесенной им при вручении ему в 1935 г. Нобелевской премии, в которой французский физик предупреждал об огромной опасности атомной энергии. «То, что десять лет назад было плодом воображения, «бредового воображения», сегодня стало уже в некоторой степени угрожающей реальностью». Обращаясь к аудитории и отвечая на вопрос, будет ли использована ядерная энергия в мирных целях или для разрушения, Г. заявил: «Ответ должен быть дан без колебания, что, несомненно, ученые мира приложат все усилия для победы первой альтернативы».
В 1946 г. Г. стал президентом Общества кайзера Вильгельма, переименованного в Общество Макса Планка. Он уделял много внимания реорганизации германского научного сообщества. Выступая с публичными предостережениями об опасности, которую несет атомная бомба, он объединил многих физиков, страшившихся последствий совершенствования этого оружия. В 1959 г. на его 80-летие было объявлено, что Институт ядерных исследований в Берлине будет переименован в Институт имени Гана – Майтнер, а Химический институт Макса Планка в Майнце станет Институтом Отто Гана. Через год Г. подал в отставку с поста президента Общества Макса Планка.
В 1913 г. Г. женился на Эдит Юнгханс, дочери председателя Штеттинского городского совета. У них был единственный сын. Вскоре после отставки Г., когда ему был 811 од, его сын с невесткой погибли во Франции в автомобильной катастрофе, и он заботился о жене, которая к этому времени стала инвалидом, и внуке. Г. умер 28 июля 1968 г. после падения, приведшего к перелому в шейном отделе позвоночника.
Среди многочисленных почетных наград Г. получил медаль Эмиля Фишера Германского химического общества (1922), премию Станислао Канниццаро Королевской академии наук в Риме (1938), медаль Макса Планка Германского физического общества (1949), золотую медаль Парацельса Швейцарского химического общества (1953) и медаль Фарадея Британского химического общества (1956). Он являлся членом академий различных стран мира, имел многочисленные почетные ученые звания и был офицером Почетного легиона Франции.
