52 упрямые женщины. Ученые, которые изменили мир

Изотопы какого-либо элемента – это атомы, отличающиеся от других атомов этого элемента только числом нейтронов. Мария хотела узнать, почему некоторые изотопы стабильнее других. Она собрала данные, свидетельствующие, что более стабильные изотопы имеют так называемое магическое число нейтронов или протонов: 2, 8, 20, 28, 50, 82 или 126. Поскольку эти изотопы сохраняются, – вместо того чтобы распадаться, как их менее стабильные собратья, – во Вселенной их множество. Она понимала, что они особенные, но не знала почему.

Гёпперт-Майер пришла к убеждению, что внутри ядра имеются оболочки, словно слои в луковице. Теория впервые появилась среди ученых в 1930-х г., но оставалась недоказанной. Со временем данные Гёпперт-Майер надежно подтвердили предположение, что нейтроны и протоны занимают разные уровни «орбиты». Однако у нее до сих пор не было принципиально важной информации, объясняющей, почему они образуют такую структуру. Почему именно эти числа, почему слои, как у луковицы?

В 1948 г. Мария Гёпперт-Майер обсуждала эту проблему с Энрико Ферми в своем кабинете, и он, уже в дверях, подбросил еще один, последний вопрос: «Есть ли какие-то свидетельства спин-орбитального взаимодействия?»[184] Через десять минут она их получила. Вопрос Ферми позволил свести воедино все накопленные ею данные. Стабильность изотопа определяется тем, как частицы вращаются в «луковичных оболочках». Она сравнила модель с группой пар, вальсирующих в зале. «Любой, кто танцевал быстрый вальс, знает, что есть направление, в котором кружиться проще, – писала журналистка Шэрон Берч Макгрейн. – Следовательно, парам, кружащимся в более удобном направлении, нужно меньше энергии»[185]. Изотопы с «магическими» количествами протонов и (или) нейтронов более стабильны, потому что все «вальсирующие пары» двигаются в направлении, при котором выделяется меньше энергии. Гёпперт-Майер создала модель оболочечного строения ядра, объясняющую, что происходит в ядре атома и почему одни изотопы стабильнее других.

В 1960 г. Марии Гёпперт-Майер предложили университетскую должность с полной занятостью в Калифорнии. (Чикагский университет сделал встречное предложение, но после стольких лет неоплачиваемой работы она лишь усмехнулась.) Через три года после переезда на Западное побережье Гёпперт-Майер получила Нобелевскую премию. К тому времени состояние ее здоровья заметно ухудшилось – сказались тяжелый инсульт и постоянное курение и употребление спиртных напитков. Следовало бы сбавить обороты, но Гёпперт-Майер не остановилась. «Если любишь науку, – сказала она, – хочешь только одного – продолжать работать»[186]

.

Маргарита Перей

1909–1975

химик

С 1929 по 1939 г. Маргарита Катрин Перей спала возле радиоактивных материалов – она работала с радиоактивными элементами в Институте радия Марии Кюри и часто брала работу домой. «Домой» означало в крохотный домик с решетками на окнах, отделенный от лаборатории Института радия лишь садом, но пока она находилась там, это было только ее пространство. Когда Перей нужно было побыть в одиночестве, она со своими материалами проходила через сад и захлопывала за собой дверь. «В те дни мы предпринимали минимальные предосторожности, – рассказывала она репортеру десятилетия спустя. – Было даже принято презирать опасности такого рода»[187].

Маргарита Перей начала работать в Институте радия в 1929 г. в возрасте двадцати лет. Директором института была дважды лауреат Нобелевской премии Мария Кюри. Все, что было у Перей, – техническая специальность. В юности она мечтала стать хирургом, но у семьи не хватало денег. Отец Маргариты умер, когда ей было четыре года, семейное дело пострадало во время биржевого краха, и мать не могла себе позволить оплачивать обучение девочки. Недостаток систематического образования та компенсировала самообразованием. «Под руководством Марии Кюри я вдруг очутилась среди величайших французских химиков, – вспоминала Перей. – Они – и я среди них, со своим жалким дипломом»[188]

. Любопытство и прилежание Перей понравились Кюри, которая сделала ее своим ассистентом. (О вере Кюри в Перей говорит тот факт, что она отвергла блестящего ученого Лизу Мейтнер, которая пришла устраиваться в институт, имея докторскую степень в области физики.)

Первым заданием Перей стала подготовка источников радиоактивного элемента актиния для экспериментов Кюри. Очищать актиний, смешанный с редкоземельными материалами, оказалось чрезвычайно сложно, вдобавок чрезвычайно долго, поскольку нужно было удалить в том числе и вызванную актинием радиоактивность, загрязнявшую образец.

Через четыре года, когда Перей исполнилось двадцать четыре, на ее левой руке появилась язва. Поскольку она напоминала ожог, родственники решили, что язва вызвана попаданием какой-то лабораторной кислоты на кожу. Интуиция подсказывала Перей, что кислота ни при чем. Еще через несколько лет такая же язва возникла на правой руке. Впрочем, какая разница, если их хлопоты с актинием как раз приняли интересный оборот!