Лизе Мейтнер

Лиза Мейтнер — австрийский и шведский физик и радиохимик, одна из первооткрывательниц ядерного деления. Совместно с Отто Ганом и Фрицем Штрассманом она экспериментально обосновала расщепление ядра урана, а совместно с Отто Фришем дала первое теоретическое объяснение этого процесса, введя термин «ядерное деление». Несмотря на номинацию 19 раз, Нобелевская премия по химии за открытие деления ядра (1944) была присуждена только Отто Гану, что стало одним из самых известных случаев несправедливости в истории Нобелевских премий. В честь Мейтнер назван химический элемент № 109 — мейтнерий.

Биография

Ранние годы и образование

Лиза Мейтнер родилась 7 ноября 1878 года в Вене, в еврейской семье. Её отец, Филипп Мейтнер, был адвокатом, одним из первых в Австрии, получивших эту профессию. В семье было восемь детей, Лиза была третьим ребёнком. С ранних лет она проявляла интерес к математике и физике, но в то время доступ женщин к высшему образованию в Австро-Венгрии был ограничен. В 1901 году, после того как в 1897 году в Австрии женщинам было разрешено сдавать вступительные экзамены в университеты, Мейтнер поступила в Венский университет. Она изучала физику, математику и философию. В 1905 году она защитила докторскую диссертацию по физике, став второй женщиной в истории Венского университета, получившей докторскую степень в этой области. Её научным руководителем был Людвиг Больцман, чьи лекции оказали на неё глубокое влияние.

Работа в Берлине

В 1907 году Мейтнер переехала в Берлин, где начала сотрудничество с Отто Ганом в Химическом институте Берлинского университета. Поскольку в то время женщинам было запрещено работать в лабораториях, где проводились эксперименты с радиоактивными веществами, ей разрешили работать в подвальном помещении, которое ранее использовалось как столярная мастерская. Первое время она работала без оплаты. В 1912 году Ган и Мейтнер перешли в недавно основанный Институт кайзера Вильгельма (ныне Институт Фрица Габера), где Мейтнер получила должность ассистента. В 1913 году она стала первой женщиной в Пруссии, получившей звание профессора (экстраординарный профессор).

В годы Первой мировой войны Мейтнер работала рентгенологом в австрийской армии, а затем вернулась к исследованиям. В 1917 году она и Отто Ган открыли изотоп протактиния-231, что стало важным шагом в понимании радиоактивных рядов. В 1926 году Мейтнер стала первой женщиной в Германии, получившей звание ординарного профессора физики в Берлинском университете.

Открытие деления ядра

В 1934 году Энрико Ферми облучал уран нейтронами и получил новые радиоактивные изотопы, которые он ошибочно принял за трансурановые элементы. Ган, Мейтнер и Штрассман начали систематическое исследование этих продуктов. После аншлюса Австрии в 1938 году Мейтнер, как еврейка по происхождению, оказалась в опасности. В июле 1938 года она бежала из Германии в Швецию, где получила место в Институте физики Нобеля в Стокгольме. Несмотря на разлуку, она продолжала переписку с Ганом.

В декабре 1938 года Ган и Штрассман обнаружили, что при облучении урана нейтронами образуется барий (элемент с атомной массой примерно вдвое меньше урана). Они сообщили об этом Мейтнер в письме. Вместе со своим племянником, физиком Отто Фришем, Мейтнер дала теоретическое объяснение: ядро урана, захватив нейтрон, становится нестабильным и делится на два осколка, при этом выделяется огромная энергия (около 200 МэВ на одно деление). Они назвали этот процесс «ядерным делением» (fission), заимствовав термин из биологии. Статья Мейтнер и Фриша была опубликована в журнале Nature в феврале 1939 года.

Последующие годы и признание

В 1944 году Нобелевская премия по химии была присуждена Отто Гану «за открытие расщепления ядра». Мейтнер не была удостоена премии, несмотря на её решающий вклад в теоретическое объяснение. В 1946 году она переехала в США, где работала в Католическом университете Америки в Вашингтоне. В 1960 году она вышла на пенсию и переехала в Кембридж (Великобритания), где жила до своей смерти 27 октября 1968 года.

Лиза Мейтнер получила множество наград, включая медаль Макса Планка (1949), премию Отто Гана (1955) и медаль Вильгельма Экснера (1960). В 1997 году, через 29 лет после её смерти, Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) официально утвердил название элемента 109 — мейтнерий (Mt) в её честь.

Научные достижения

Основные открытия и работы

• Открытие протактиния (1917) — совместно с Отто Ганом выделила изотоп протактиния-231, завершив построение радиоактивного ряда актиния.
• Открытие ядерного деления (1938–1939) — совместно с Отто Фришем дала первое теоретическое объяснение расщепления ядра урана и ввела термин «ядерное деление».
• Эффект Оже-Мейтнер — в 1922 году независимо от Пьера Оже описала испускание электронов при внутренней конверсии, известное как эффект Оже-Мейтнер.
• Исследования радиоактивности — внесла вклад в понимание альфа- и бета-распада, а также в изучение изотопов.

Вклад в развитие ядерной физики

Мейтнер была одной из первых, кто понял, что ядро атома можно рассматривать как «каплю» жидкости, что впоследствии легло в основу модели деления. Её работы заложили основы для создания ядерных реакторов и атомного оружия, хотя сама она категорически отказывалась участвовать в Манхэттенском проекте и выступала против военного использования ядерной энергии.

Личная жизнь и общественная позиция

Лиза Мейтнер никогда не была замужем и не имела детей. Она была известна своей скромностью, трудолюбием и преданностью науке. В 1933 году, после прихода к власти нацистов, она отказалась от предложения возглавить кафедру в Берлине, сославшись на невозможность работать в условиях, когда её коллеги-евреи увольняются. После войны она активно выступала за мирное использование атомной энергии и против гонки ядерных вооружений.

Память

• В 1997 году химический элемент № 109 был назван мейтнерием (Mt).
• В 2008 году Австрийская академия наук учредила премию имени Лизы Мейтнер.
• В её честь названы кратер на Венере, астероид (6999) Meitner, а также улицы и школы в Германии, Австрии и Швеции.
• В 2019 году Google посвятил ей дудл в день её 141-летия.

Источники

• Sime, R. L. (1996). Lise Meitner: A Life in Physics. University of California Press.
• Frisch, O. R. (1979). What Little I Remember. Cambridge University Press.
• Hahn, O. (1966). A Scientific Autobiography. Scribner.
• Crawford, E., Sime, R. L., & Walker, M. (1997). «A Nobel tale of postwar injustice». Physics Today, 50(9), 26–32.
• Официальный сайт Нобелевской премии: номинации Лизы Мейтнер.