Элементы Мари Кюри. Цена опасного открытия - Дава Собел

В научных журналах радиоактивность сотрясала основания физики и подвергала сомнению такие концепции как «атом» и «элемент». Эрнест Резерфорд, который перебрался из Кавендишской лаборатории в университет Макгилла в Канаде, проводил там эксперименты с новым коллегой и предположил, что радиоактивные атомы меняют свою идентичность, когда испускают альфа- или бета-лучи. Эти лучи, утверждал Резерфорд, на самом деле представляют собой субатомные частицы. Выбрасывая их, атом одного типа превращается в атом другого типа – то есть один элемент меняется, превращаясь в другой элемент.

Трансформация или трансмутация элементов давным-давно была списана со счетов как заблуждение средневековых алхимиков. Современный ученый двадцатого столетия не осмеливался и заикнуться о превращении свинца в золото. Однако Резерфорд настаивал, что сама Природа, по всей видимости, баловалась своего рода обратной алхимией. Вместо того чтобы поднимать простейшие металлы до ранга драгоценных, естественные спонтанные трансмутации радиоактивности вызывали дезинтеграцию и распад. Все указывало на то, что серебристое поблескивание урана, яркий свет тория и даже светящаяся голубая аура радия в итоге должны превратиться в тусклый свинец. В промежутках между ураном и свинцом в периодической таблице преобладала неоспоримая нестабильность.

Эти открытия встревожили Дмитрия Менделеева. Формулируя свою периодическую систему, Менделеев исходил из предпосылки, что истинные элементы неизменны. Более того, он рассматривал атом как неделимую сущность без составляющих частей. Каждый элемент, полагал он, состоял из своих собственных атомов, имеющих характерную форму и особый атомный вес, идентичных между собой и отличающихся от атомов всех остальных элементов. Он приветствовал открытие радия и разместил новый элемент в отредактированной периодической таблице, которую издал в 1903 году, после того как мадам Кюри определила его атомный вес как 225+/-1. Размещение радия в таблице под барием имело для Менделеева химическое оправдание, поскольку радий – так же как барий, кальций и другие элементы в том же вертикальном ряду – легко соединялся с элементами из группы галогенов, образуя соли, такие как хлорид радия и бромид радия. Но он еще не отвел полонию или актинию никакое из остававшихся пустыми мест, да и радий вызывал у него сомнения. «Скажи мне, пожалуйста, – по слухам, вопрошал великий химик своего друга-русского, – много ли солей радия на всей земле? Пара граммов! И на таком шатком основании они хотят разрушить все наши привычные представления о природе вещества?»

Однако в глазах мира скудость запасов лишь увеличивала ценность радия. Этот элемент привлекал даже больше внимания, чем его скромные первооткрыватели. Новое периодическое издание Le Radium дебютировало в Париже в январе 1904 года как мостик между научными открытиями и пылким любопытством публики. Передовица в его первом номере призывала читателей прочесывать свою местность в поисках нетронутых месторождений полезных ископаемых и отправлять любые перспективно выглядящие образцы на анализ. Санкт-Йоахимстальская шахта в Богемии, которая некогда отсылала тонны своих предположительно бросовых отходов супругам Кюри, теперь не желала расстаться ни с одной крошкой.

Финансовую поддержку журналу Le Radium оказывал промышленный химик Эмиль Арме де Лиль, которому принадлежала фабрика в Ножан-сюр-Марне, производившая из коры хинного дерева лекарства на основе хинина для лечения малярии. Признавая медицинский потенциал радия, Арме де Лиль решился расширить свой бизнес через договоренность с Кюри. В обмен на их советы и сотрудничество он был готов взять на себя промышленную экстракцию солей радия и платить супругам готовым продуктом. Новое предприятие открылось в апреле 1904 года рядом с производством хинина и получило название Sels de Radium – «Соли радия». В отличие от «Центрального общества химической продукции», которое помогало супругам Кюри, прибавив экстракцию радия к своей разнообразной деятельности, «Соли радия» существовали исключительно ради этой цели.

В июне, когда Пьер и Мари должны были отправиться в Стокгольм, чтобы выступить с обязательной Нобелевской лекцией, они сочли себя слишком нездоровыми для этой поездки, поэтому попросили об отсрочке. Пьер страдал от сильных болей в ногах и спине. Мари снова была беременна и ограничивала свою активность, чтобы доносить беременность до положенного срока. Вместо того чтобы ехать в Швецию, они начали перенос своих исследовательских проектов из старого сарая на задах промышленной школы в новое помещение. Нобелевская премия побудила Сорбонну создать специально для Пьера должность профессора общей физики, параллельно пообещав ему лабораторию, которой должна была заведовать Мари на правах chef de travaux [14]. На тот момент новая лаборатория Кюри была всего лишь пустым помещением во флигеле Сорбонны на улице Кювье, но вскоре к нему должны были пристроить дополнительные комнаты.

Стараясь беречь силы, Мари попросила пару месяцев освобождения от преподавательской деятельности в Севре и наняла одну из своих любимых учениц развлекать Ирен. Стеснительная шестилетняя девочка совершенно непринужденно чувствовала себя в обществе Эжени Фейтис, которая стала постоянной фигурой на воскресных сборищах у Кюри. Мари готовила эту молодую студентку Севра к исследованиям по физике на уровне доктора наук, но в то же время из нее получилась идеальная няня. Однажды Эжени водила Ирен по севрской коллекции естественной истории, где девочку буквально заворожил огромный зуб исчезнувшего мамонта. Она вслух поинтересовалась, не встречала ли Эжени когда-нибудь настоящего мамонта – ведь она так намного старше нее. После того как Эжени объяснила, что родилась не настолько давно, Ирен решила расспросить об этом животном своего дедушку, когда они вернутся домой.

Обложка первого номера Le Radium с фотографией Мари и Пьера Кюри, их коллеги Г. Бемона и их пьезоэлектрических кварцевых весов

На этом этапе исследований Мари заботило сохранение свойств материала с течением времени. Полоний, первый открытый ею элемент, имел тенденцию распадаться быстро – за считанные месяцы. Она все еще не собрала достаточное его количество, чтобы определить спектр или атомный вес. Была причина опасаться, что полоний может разделить судьбу страны, в честь которой был назван, исчезнувшей с карты Европы. Один ученый из Берлина, Вилли Марквальд, уже презрительно назвал полоний фантомом и продвигал на его место свой новооткрытый «радиотеллурий». Мари подозревала, что радиотеллурий Марквальда и ее полоний – на самом деле один и тот же материал, но ей нужно было доказать эту точку зрения с помощью убедительных экспериментов.

* * *

Вторая дочь супругов Кюри, Ева-Дениза, родилась декабря 1904 года. Сохранившая болезненные воспоминания о том, как малышка Ирен во младенчестве теряла вес, Мари сразу же наняла кормилицу. 1 февраля она снова начала вести занятия в Севре. «Маленькая Ева спит очень мало, – сообщала она Юзефу в марте, – и энергично протестует, когда я оставляю ее, бодрствующую, лежать в колыбельке. Поскольку стоицизма мне не хватает, я ношу ее на руках, пока она не успокоится».

Той весной Кюри наконец