Элементы Мари Кюри. Цена опасного открытия - Дава Собел

как Дмитрий Менделеев опубликовал в 1869 году свою периодическую таблицу, многие другие ученые составляли свои списки и системы с целью организовать составляющие материального мира. Уильям Праут указывал в 1816 году, что все элементы являются множествами атомов водорода. Систематические подходы были предложены в XIX веке Иоганном Деберейнером, Леопольдом Гмелином, Александром-Эмилем Бегье де Шанкуртуа, Джоном Ньюлендсом, Уильямом Олдингом и Юлиусом Лотаром Мейером – и это далеко не все. План Менделеева одержал победу, поскольку он сделал больше всех прочих для развития и распространения идеи о том, что выстраивание элементов в порядке их атомного веса обнаруживает периодические повторения их свойств.

Теории и эксперименты, которые привели к обоснованным обозначениям атомного веса, включают работы Амедео Авогадро, Йенса Якоба Берцелиуса, Станислао Канниццаро, Генри Кавендиша, Джона Далтона, Жозефа-Луи Гей-Люссака, Александра фон Гумбольдта, Жозефа-Луи Пруста и Уильяма Праута.

Приставка «эка», которую Менделеев использовал в своих временных названиях для еще не открытых элементов, означает на санскрите «один». «Эка-кремний», например, стоял на один ряд ниже кремния прямо под ним – и действительно, германий именно туда и вписался. Хотя Менделеев предсказал существование нескольких новых элементов, ни одного из них он не открыл сам.

Глава 2

Муниципальная школа промышленной физики и химии (École Municipale de Physique et de Chimie Industrielles) была основана в 1882 г. властями города Парижа. В число ее именитых выпускников входят Андре Дебьерн, Фредерик Жолио, Поль Ланжевен и Жорж Урбен. Сегодня под новым названием – Высшая школа физики и химии – она является учебным и исследовательским заведением для получения образования на уровне бакалавриата и магистратуры и научных исследований, частью Парижского университета наук и литературы – Université PSL (Paris Sciences et Lettres).

Глава 3

После того как Пьер и Жак Кюри в 1880 г. открыли пьезоэлектрический эффект, Габриэль Липпман предположил, что этот эффект должен быть обратимым: не только определенные кристаллы генерируют электрический заряд, подвергаясь механическому напряжению, но и применение электрического разряда к тем же самым кристаллам должно вызывать механические изменения в их структуре. Братья Кюри доказали правоту Липпмана в 1881 г.

Поль Ланжевен впоследствии применил пьезоэлектричество к задаче обнаружения подводных лодок с помощью сонара. Сегодня эффект пьезоэлектричества используют всевозможные устройства, от струйных принтеров до кварцевых часов, от сканирующих зондовых микроскопов до электрогитар.

Глава 4

Наука спектроскопия родилась в 1859 году, когда химик Роберт Бунзен и физик Густав Кирхгоф, коллеги по Гейдельбергскому университету, разогревали известные химические элементы до раскаленного состояния, пропускали свечение через щель, линзу и призму, а затем изучали их излучение через увеличительное стекло, снабженное шкалой. Они заметили, что каждый элемент производит индивидуальную сигнатуру в цветах (длинах волны) света.

Первые электроскопы содержали пару золотых «листочков», которые расходились в стороны, регистрируя присутствие заряженного объекта. Измеряя скорость и степень расхождения этих листочков по шкале, встроенной в прибор, наблюдатель определял величину заряда.

Глава 5

Радий обязан своим свечением – нежным голубоватым ореолом, который окутывал колбы и тигли в сарае Кюри, – возбуждению атомов окружающего воздуха под воздействием радиоактивных излучений радия и радона. Некоторые ученые полагают, что супруги Кюри также наблюдали излучение Черенкова (феномен, названный в 1930-е годы в честь Павла Черенкова), которое является эквивалентом в видимом свете звукового удара, создающего голубое свечение, наблюдаемое вокруг ядерных реакторов.

«Индуцированная (или наведенная) радиоактивность», которая заразила лабораторию Кюри, была результатом накопления продуктов радиоактивного распада. Объекты вблизи радия сами не становились радиоактивными. Скорее, газообразная эманация (радон), распространявшаяся по помещению, трансмутировала и покрывала предметы осадком из твердых дочерних продуктов.

В число многих открытий сэра Хамфри Дэви (1778–1829) входит первый зубной анестетик (закись азота, или веселящий газ) и несколько химических элементов (калий, натрий, хлор). Медаль Дэви была впервые присуждена в 1877 г. основателям спектроскопии, Бунзену и Кирхгофу, а в 1882 г. Дмитрию Менделееву и Юлиусу Лотару Мейеру.

Первых в истории Нобелевских премий 1901 г. было пять. Шестая премия, по экономике, была учреждена Шведским центральным банком в 1968 г. и официально называется премией Sveriges Riksbank по экономическим наукам в память Альфреда Нобеля.

Глава 6

Историки гадают, в какой степени телесные недуги Пьера могли быть результатом воздействия радиации. Даже фатальный несчастный случай с ним некоторые в той же мере относят на счет его спотыкающейся походки, в какой винят ненастную погоду или минутную невнимательность при переходе улицы.

Глава 7

Разнообразие званий сотрудников лаборатории Кюри, от chef de travaux до travailleur libre, описано в статье Дж. Л. Дэвиса с факультета истории, философии и общественных отношений Кентского университета в Кентербери, The Research School of Marie Curie in the Paris Faculty, 1907–14, опубликованной в журнале Annals of Science 52 (1995).

Глава 8

Открытие сэром Уильямом Рэмзи благородных газов создало первую серьезную трудность для периодической таблицы. Радиоактивность – и феномен трансмутации, и очевидное изобилие радиоэлементов – стала второй. Благородные газы поначалу размещались в крайней левой группе (столбце) таблицы Менделеева. Впоследствии они были перенесены в крайний правый столбец. Изобилие радиоэлементов оставалось проблемой до 1913 г., когда многие из них показали себя изотопами, или химически идентичными формами одного элемента, различавшимися только по атомной массе (и периоду полураспада). Существование изотопов проредило население элементов и сохранило структуру периодической таблицы. Понимание изотопов оставалось неполным вплоть до открытия нейтрона в 1932 г.

Глава 9

Клод Луи Бертолле (1748–1822), давший свое имя улице, на которой жила в Париже Эллен Гледич, был французским химиком и государственным деятелем. В последние годы жизни своей Эллен описала его исследования в биографическом эссе – одном из двадцати пяти подобных рассказов о французских ученых. В их числе был большой, тянущий на полноценную книгу трактат об Антуане Лоране Лавуазье, который был опубликован в Осло в 1956 г. Улица Кювье, где располагалась лаборатория Кюри во времена Эллен, была названа в честь великого натуралиста и зоолога Жоржа Кювье (1769–1832).

Актиний В, описанный как излучатель альфа-частиц в статье Люси Бланки, ныне известен как изотоп свинца Pb211 и распадается путем бета-излучения.

Медаль Хьюза, названная в честь британско-американского изобретателя Дэвида Э. Хьюза и присуждаемая ежегодно с 1902 г. за выдающийся вклад в сферу производства, хранения и использования энергии, впервые была вручена Дж. Дж. Томсону. Герта Айртон оставалась единственной женщиной, удостоенной этой награды, в течение более чем ста лет – до 2020 г., когда дама Клэр Грей, член совета Пембрук-колледжа в Кембридже, стала второй. В число других награжденных входят Александр Грэм Белл, Ганс Гейгер и Стивен Хокинг.

Глава 10

Стипендия выставки 1851 г., которая привела Мэй Сибил Лесли в лабораторию Кюри, была выделена за счет огромного избытка средств, собранных для Великой выставки в Хрустальном дворце. Стипендии, которые присуждаются и сегодня, также дали возможность молодому Эрнесту Резерфорду в 1895 г. приехать из Новой Зеландии в Кембридж, в Кавендишскую лабораторию.