Элементы Мари Кюри. Цена опасного открытия - Дава Собел

пробудить в Норвегии всеобщий интерес к радию, в первые месяцы 1913 года обрушился каскад сокрушительных личных потерь. Первой, в феврале, от туберкулеза умерла ее мать, Петра Бригитта Хансен-Гледич. Затем ее брат Август вернулся из инженерной школы в Германии, больной той же болезнью и умирающий. Через считанные недели их отец, Карл Кристиан Гледич, тоже пал жертвой туберкулеза.

К самым тяжким для этой семьи временам все выжившие братья и сестры Эллен уже достигли зрелости, за исключением самого младшего, одиннадцатилетнего Кристиана. Эллен, которой было в то время тридцать два года, сразу же взяла на себя заботу о брате. Ее сестра Бригит, вторая по старшинству, может быть, и хотела бы помогать ей, но вышла замуж за миссионера и вместе с ним уехала в Китай. Эллен нашла новую квартиру в столице, достаточно большую, чтобы поселиться в ней вместе с Кристианом и их двадцатилетним братом Адлером. На свою невеликую зарплату учительницы она, по сути, тянула бремя семейной жизни и материнства – только без мужа. «К счастью, – сочувственно утешала ее Мари, – я знаю, что вы сильны и отважны и способны преодолеть свои страдания, думая о тех, кто нуждается в вас».

Мари тем летом испытывала собственную силу и храбрость, взяв Ирен и Еву в пешее путешествие по альпийским долинам Энгадина в юго-восточной Швейцарии. Там они ежедневно совершали долгие экскурсии вместе с Альбертом Эйнштейном и его сыном Гансом. Мари не виделась с Эйнштейном со времен знакомства на Совете Сольвея в Брюсселе, где у них было время подружиться – как раз перед тем, как она стала жертвой прессы. «Я в таком бешенстве на низость, с которой публика в настоящее время смеет лезть в вашу жизнь, – писал он ей из Праги в ноября 1911 года, – что просто обязан выразить это чувство». Отмахнувшись от гнусных репортажей как от попытки «сброда удовлетворить жажду сенсаций», писал он, «я должен сказать вам, насколько восхищаюсь вашим умом, вашей энергией и вашей честностью и считаю себя счастливцем, потому что мне повезло лично познакомиться с вами в Брюсселе». Он «определенно счастлив», добавлял Эйнштейн, «что среди нас есть такие личности как вы и Ланжевен, настоящие люди, знакомство с которыми любой почтет за честь».

В походе в Швейцарии: мисс Мэнли (гувернантка) впереди с Евой Кюри и Гансом Эйнштейном; во втором ряду – Альберт Эйнштейн, Мари Кюри и Ирен Кюри

Во время своих прогулок по горам они вдвоем то и дело отставали от младшего поколения, обсуждая темы, представлявшие обоюдный интерес, на смеси немецкого и французского. Ева впоследствии вспоминала, как едва не рыдала от смеха, улавливая обрывки взрослых разговоров. Она клялась, что они с Ирен слышали, как Эйнштейн сказал их матери: «Понимаете ли, мне нужно совершенно точно знать, что происходит с пассажирами лифта, когда он падает в пустоту».

Хотя недавнее прошлое было для Мари тяжелым периодом, она следила за исследовательской деятельностью всех своих коллег. Эйнштейн развивал теорию относительности. Эксперименты Резерфорда с альфа-частицами раскрыли структуру атома. К его и других удивлению, положительно заряженные частицы теснились в центре, в окружении удаленных на некоторое расстояние отрицательно заряженных электронов. Резерфорд назвал эту центральную массу «ядром» – термином, заимствованным из биологии клетки.

Внешние электроны атома занимались обычными химическими делами, а именно – соединялись с другими атомами. Радиоактивность же происходила внутри ядра, где в любой момент внезапный мощный выброс ядерной частицы превращал атом одного элемента в атом другого.

Эти бесконечно малые по масштабу события оказывали огромное влияние. Согласно последним расчетам, тепло, выделяемое при радиоактивном распаде, согревало изнутри всю Землю. Геологи прежде считали, что Земля неуклонно остывает с момента ее формирования, и опасались ее ледяной кончины через пару тысячелетий. Но радиоактивность продлевала продолжительность жизни планеты далеко в будущее – и по той же причине отодвигала ее рождение далеко в прошлое. Скалы, датированные по новому методу измерения пропорции урана к свинцу, оказались на удивление древними. Оцениваемый возраст Земли скачком увеличился от пары десятков миллионов лет до нескольких миллиардов.

К 1913 году сообщество «радиоактивистов» распознавало три отчетливо выделяющихся ряда, или «семейства», радиоэлементов, каждый со своей собственной родословной. Радий принадлежал к наследственной линии урана, или «уранового семейства», отличного от «ториевого семейства» и «актиниевого семейства». Общее число всех продуктов распада во всех трех линиях родства составляло до тридцати четырех радиоэлементов, и все они вместе претендовали едва ли на треть числа свободных мест в периодической таблице между ураном, с которого радиоактивность начиналась, и свинцом, на котором радиоактивный распад заканчивался. Сверхизобилие промежуточных веществ грозило перевернуть вверх тормашками всю таблицу. В попытке восстановить порядок Фредерик Содди и другие указывали, что несколько радиоэлементов напоминают друг друга слишком сильно, чтобы считать их разными элементами. Они скорее были как вариации на общую тему. Хоть и разнились по радиоактивности, различаясь по эмиссиям и периодам полураспада, в химических реакциях они вели себя одинаково. Смешав их вместе, потом было невозможно отделить одно от другого никакими известными методами. Даже их спектры выглядели идентично. Поскольку с точки зрения химии все они есть одно и то же, утверждал Содди, они могут делить между собой одно положение в периодической таблице. Он как раз выступал с речью об этих «химически нераздельных радиоэлементах» однажды вечером в доме своих тестя и тещи, семейства Бейлби, когда еще одна гостья, присутствовавшая за ужином, врач и романистка из Глазго, Маргарет Тодд, предложила название для описания таких химических близнецов. «Изотопы» – от греческого слова, обозначающего «то же место».

Изотопы решили насущную проблему положения в периодической таблице. Они также намекнули на более глубокую истину, лежавшую в основе организации таблицы. Менделеев полагался на атомный вес как руководящий принцип, соответственно ему располагая элементы в восходящем порядке. Но тот факт, что у каждого изотопа был слегка иной атомный вес, указывал, что не вес, а что-то другое – что-то еще более фундаментальное – должно служить ключевой определяющей чертой элемента. Но что это может быть за черта, никто сказать не мог.

Чтобы объяснить неодинаковость массы ядер изотопов, ученые вообразили некую форму нейтрального балласта, находящуюся в ядре. Немного большее или меньшее количество этого пока неизвестного вещества определяло бы разницу, скажем, между торием с атомным весом 232 и его изотопом радиоторием с атомным весом 228.

В новом свете открытия изотопов Мари смогла понять, почему полученные ею в 1903 и 1907 годах значения атомного веса радия не полностью совпадали. Крохотное несоответствие указывало не на недостаток технического мастерства с ее стороны, не на изъян в умениях, а просто на то, что в каждом случае присутствовал разный набор изотопов. Поскольку