Английский физик Джеймс Чедвик вписал свое имя в историю науки в 1932 году, когда открыл нейтрон
Во время Первой мировой войны Джеймс Чедвик (1891-1974), которому предстояло получить Нобелевскую премию за открытие нейтрона, попал в плен. От скуки и отчаяния его спасали эксперименты в импровизированной лаборатории.
Чедвик родился в рабочей семье на севере Англии и все детство страдал от избыточной застенчивости. Однако школьный учитель сумел разглядеть его таланты, и юноше предоставили возможность поступить в Университет Манчестера. Там его заметил Эрнест Резерфорд, недавно назначенный профессором физики. Впоследствии, когда Резерфорд перебрался в Кембридж, Чедвик последовал за ним.
Немецкий физик Ганс Гейгер первым разработал и создал устройство, способное анализировать альфа-частицы и другие излучения – счетчик Гейгера
Одним из самых сообразительных ассистентов Резерфорда был Ганс Гейгер (именем которого назван счетчик Гейгера, используемый до сих пор детектор радиации). Когда Гейгер вернулся к себе на родину, в Германию, Чедвик договорился, что проживет у него в Берлине год. Этим годом был 1914-й. Неосмотрительные рекомендации туристического агентства, местного отделения конторы Кука, привели к тому, что Чедвику пришлось пять лет терпеть лишения во временном лагере для интернированных, который устроили на ипподроме Рулебен под Берлином. Со временем группа заключенных организовала научный кружок и, устав от чтения лекций друг другу, попросила у лагерного начальства, чтобы им отвели место под лабораторию. Осенью 1915-го пленным разрешили занять часть чердака конюшни. Температура на чердаке опускалась до -10°С зимой, а в середине лета поднималась до 37 °С, но заключенные не сдавались. Лампы, наполненные животным жиром, давали им свет и немного тепла.
Радиоактивная зубная паста от компания Auer обещала надежную защиту от кариеса, но на этикетке по понятным причинам не было предупреждения о возможном выпадении зубов, вызванных ее применением
Реактивов было мало, а ядовитые вещества и вовсе попали под запрет. Однако Чедвик все же отыскал источник радиации: реклама зубной пасты, популярной в Германии в те времена, ставила радиоактивность ей в плюс. Пастой торговала компания Auer «активным компонентом» был предположительно побочный продукт от производства калильных сеток для газовых ламп, которыми компания славилась. Рекламные плакаты изображали девушку с сияющими зубами. Какими болезнями грозило употребление радиоактивной пасты, не сообщалось: в первые десятилетия после открытия радиоактивности все были уверены, что та только улучшает здоровье. В США тогда даже продавался в качестве тоника весьма радиоактивный напиток, сегодня ученые полагают, что он привел к смерти очень многих.
И вот Чедвик при посредничестве охранников приобрел внушительные запасы зубной пасты. Затем из оловянной фольги и дерева он сконструировал электроскоп, который позволял определять электрический заряд, и приступил к экспериментам. Источник радиоактивности в зубной пасте вел себя иначе, чем все знакомые Чедвику радиоизотопы (как оказалось позже, там содержался довольно опасный элемент — торий).
Еще год спустя лагерное начальство согласилось провести электричество, и для Чедвика открылись новые горизонты. Химик из группы рассказал ему про жидкие кристаллы, о которых тот прежде не имел представления, и Чедвик решил изучить их поведение в магнитном поле. Электромагнит он изготовил из куска железа и медной проволоки, которую принесли охранники, но прежде чем все было готово, в лагерь доставили очередной том ежегодных обзоров Британского химического общества — и Чедвик узнал, что проблема уже решена. К тому времени распорядители лагеря из числа немецких офицеров сделались весьма приветливы, и с их помощью, а также стараниями чиновника из организации помощи пленным и при поддержке Макса Планка, симпатизировавшего кружку, Чедвику с товарищами стало доступно куда больше материалов. Немецкий издатель прислал 200 с лишним книг, однако, к огорчению Чедвика, лондонское Министерство иностранных дел не разрешило передать в лагерь даже простейший учебник по неорганической химии — из опасений, что враги почерпнут оттуда какие-нибудь ценные сведения.
Исследования Чарльза Драммонда Эллиса магнитного спектра бета-лучей помогли лучше понять природу ядерной структуры, т.е. именно этот ученый заложил основу для создания всего ядерного оружия
В 1917-м лабораторию переместили в помещение получше. Появились и более совершенные приборы — в том числе горелка, которая заправлялась прогоркшим маслом, для стеклодувного дела. Воздух туда задували ртом через специальный патрубок. Пользуясь ею и другими плодами смекалки, Чедвик со товарищи смогли соорудить устройство для изучения реакции хлора с окисью углерода; еще заключенные занялись загадочным явлением — ионизацией воздуха на поверхности фосфора. Значительными результатами лаборатория в Рулебенском лагере похвастаться не могла, однако люди были втянуты в работу, и это позволило Чедвику продвигать свои идеи и учиться у коллег. Лучшее, что он сделал — это приобщил к физике кадета из Военной академии в Вулвиче: это был Чарльз Драммонд Эллис, впоследствии самый ценный сотрудник Чедвика в Кембридже и соавтор (наряду с Чедвиком и Резерфордом) одной из классических работ, вошедших в историю физики. Важнее всего то, что Чедвик и Эллис были избавлены от опасностей страшной войны, которая унесла жизни многих их современников. К примеру, Генри Мозли, самый многообещающий из учеников Резерфорда, погиб от снайперской пули во время одного из сражений Первой мировой войны.
Чедвика, сделавшего блестящую карьеру в Кавендишевской лаборатории, назначили затем профессором физики в университете Ливерпуля, где ему удалось собрать вокруг себя весьма плодовитую группу исследователей. Во время Второй мировой он окажется среди ключевых участников Манхэттенского проекта. Тут он продемонстрировал неожиданные административные и дипломатические таланты, о которых прежде никто не подозревал. Впоследствии участие в создании атомной бомбы сильно его тяготило, и он даже признавался, что не может жить без снотворного.
Во время Второй мировой войны, через двадцать лет после перенесенных Чедвиком испытаний, французские военнопленные в немецком лагере в Эдельбахе (Офлаг XVII) организовали «университет», имевший чуть больший успех, чем лаборатория Чедвика с коллегами. В «университете» было несколько геологов, которым, как сообщал журнал Nature, кое-что все же удалось:
Не ограничившись одними лекциями, геологи устроили тщательное обследование местности, обнесенной колючей проволокой (площадью всего в 400 квадратных метров). Ни один камень не был обделен вниманием. В лагере соорудили микроскоп и оборудовали его поляризационными фильтрами (необходимыми для изучения кристаллов) из отшлифованных покровных стекол. Тонкие срезы закрепляли на подложке с помощью скрипичной канифоли и пищевого жира. До возвращения во Францию пришлось отложить только классификацию некоторых видов шпата.
Результаты серьезно продвинули вперед геологическую науку. Они показали, как заключает статья, что
кварц и ортоклаз весьма пластичны в тех условиях, в которых они сформировались, и что граниты, образовавшиеся в ходе превращений прочих минералов, легко могут быть интрузивными (магматическими). Значит, интрузивные граниты вовсе не обязательно когда-либо были жидкими.
Рита Леви-Монтальчини не была военнопленной. У нее была другая судьба. Принадлежа к огромной еврейской диаспоре Пьемонта, она вынуждена была скрываться от фашистских головорезов, претворявших в жизнь расовый манифест Муссолини. Надежно упрятанная в родительской квартире в Турине, Рита превратила кухню своей матери в лабораторию, куда, чтобы подбодрить ученицу, только изредка и ненадолго заглядывал ее бывший профессор (тоже еврей). Там и начались ее исследования по эмбриологии, ставшие делом всей ее жизни. Опытным материалом были оплодотворенные куриные яйца, купленные на ближайшей ферме. Когда очередной эксперимент по развитию эмбрионов подходил к концу, исследовательница делала из остатков яиц омлет. Поделиться своими результатами со всем миром Рита Леви-Монтальчини смогла только после капитуляции Италии. Потом Риту пригласили в Университет Вашингтона в Сент-Луисе, а исследования, проведенные там, привели ее в 1986 году в Стокгольм, где Рите Леви-Монтальчини вручили Нобелевскую премию.