Институт Отто Гана немедленно опубликовал результаты опытов. Сам Отто Ган вместе с Лизой Майтнер написал письмо французским коллегам, в котором, изложив собственные выводы, дипломатично вопрошал, не допустила ли Ирен Кюри какую-то ошибку, фатально исказившую общий итог. Теперь в замешательстве пребывали парижане. Отто Ган уже более тридцати лет занимался радиохимией и считался в этой области непререкаемым авторитетом. Кюри не сочла нужным ответить на это письмо. Зато в скором времени появилась статья, в которой она признавала, что открытое ею вещество вовсе не является торием. По ее мнению, был найден новый трансурановый элемент, напоминавший своими свойствами лантан, один из редкоземельных элементов. Но где, в каком месте таблицы, прикажете поместить эту «новинку»? Проблема казалась неразрешимой и для физиков, и для химиков.

Итак, новое вещество исподволь прокралось во владения Института Отто Гана, то бишь «назвалось трансурановым элементом». Следовало повнимательнее изучить этого незваного пришельца.

Осенью 1938 года Ирен Кюри, наконец, описала схему своего эксперимента. Теперь его можно было повторить. Правда, берлинская группа понесла к тому времени тяжелую утрату. Австрийский паспорт более не защищал Лизу Майтнер от ревнителей расовой чистоты, ибо такого государства, как Австрия, более не существовало. Майтнер пришлось уехать в Швецию.

Ее недавний оппонент Штрассман, перечитав статью Кюри, предположил, что французы, не так хорошо владевшие методами радиохимии, возможно, ошибаются, думая, что открыли новый элемент. На самом деле, в облученном ими растворе появились «два различных, уже известных нам вещества».

Выслушав это, Ган рассмеялся – столь странным показался ему вывод, – но потом добавил, что в этом что-то есть. Целую неделю в лаборатории проводились эксперименты. В облученном урановом растворе обнаружились следы сразу трех новых веществ – изотопов радия и актиния, возникших вследствие распада урана.

В конце 1938 года Ган и Штрассман опубликовали результаты своей работы. Многие их коллеги не согласились с их выводами. Неужели при распаде урана появляется радий? Для этого ядро урана должно исторгнуть две альфа-частицы, а ведь его обстреливали низкоэнергетичными нейтронами! Вскоре профессор Ган побывал в Копенгагене в гостях у Нильса Бора и познакомил его со своей теорией. Маститый ученый сказал, что, по его мнению, уран не может исторгать две альфа-частицы подряд, это «неестественно». Результатом подобных опытов могут быть лишь «трансураны». Лиза Майтнер прислала письмо из Стокгольма, предупреждая своего старого друга, что он делает ошибку.

Несмотря на глумление и насмешки, Ган и Штрассман решились продолжить работу. Штрассман предложил изящную схему: попробуем выделить искомое «радиоактивное вещество» из уранового раствора с помощью хлорида бария. Во время эксперимента хлорид выпадает в виде идеальных кристаллов, которые не содержат никаких следов многочисленных трансурановых элементов, также возникающих в растворе. Зато в нем присутствует крохотное количество незнакомых изотопов. Их фиксируют счетчики Гейгера.

Источником нейтронов служил один грамм радия, смешанного с бериллием; нейтроны замедлялись с помощью парафиновых блоков (в распоряжении зарубежных ученых уже имелись циклотроны, что гораздо эффективнее).

Эксперимент был трудным. Несколько сот атомов нового радиоактивного вещества затерялись среди огромного количества кристаллов хлорида бария. Чтобы исследовать эти изотопы («неужели это все-таки радий?»), пришлось отделять их от бария. Для этого ученые в который уже раз прибегли к тому же методу дробной кристаллизации, что когда-то использовала Мария Склодовская-Кюри. Ган и Штрассман были совершенно уверены в нем.

Однако теперь их ждала неожиданность: им не удалось обнаружить ни одного изотопа радия. Где же они ошиблись? Что порочно, теория или практика?

Кончалась вторая декада декабря 1938 года. Ган решил провести контрольный эксперимент. Он взял раствор и подменил в нем гипотетический «изотоп радия» уже известным ему радиоактивным изотопом радия – «торием-Х». Затем разбавил раствор так, чтобы показатель радиоактивности был таким же, как и в предыдущем опыте с «квазирадием». На этот раз ничего необычного не произошло. Ученые сумели отделить от хлорида бария несколько атомов настоящего радия. Значит, схема эксперимента была верна. Что же они тогда получили вместо «изотопов радия»? Что это за таинственное вещество?

17 декабря, в субботу, Ган и Штрассман повторили оба опыта одновременно. На этот раз в одном и том же растворе содержались и искусственный «изотоп радия», и естественный его изотоп, «мезоторий-1». Последний служил индикатором. На каждой стадии этого сложнейшего эксперимента ученые брали пробы кристалла бария и проверяли их радиоактивность. Счетчик Гейгера показывал, как постепенно, от одной стадии кристаллизации к другой, увеличивалось содержание мезотория. С искусственным «изотопом радия» дело обстояло иначе. Он был равномерно распределен среди кристаллов бария – столь же равномерно, как и сам барий.

В тот же вечер Отто Ган записывал в своем дневнике: «Поразительная картина дробной кристаллизации Ra-Ba-Msth [2]».

Никаких сомнений у него уже не осталось. Вещество, которое он поначалу считал «изотопом радия», не имело к радию никакого отношения. Его невозможно было отделить от бария, значит, он имел дело с радиоактивным изотопом самого бария.

Таким образом, при обстреле атомов урана (самого тяжелого на земле элемента) медленными нейтронами возникал барий – элемент, весивший почти в два раза меньше. Под градом нейтронов атомы урана «лопались», «раскалывались», «расщеплялись». Итак, используя самое примитивное оборудование, которое не шло ни в какое сравнение с приборами, коими располагали крупнейшие физические институты того времени, немецкий ученый Отто Ган сделал удивительное открытие, которое едва не стало (а может, еще и станет) роковым для всего человечества.

Несколько дней Ган не сообщал никому о своем открытии – тем более что его занимали еще и проблемы, далекие от мира физики. Ему требовалось уладить некоторые дела Лизы Майтнер. Он побывал в Министерстве финансов и в понедельник утром переговорил с Карлом Бошем, президентом Общества имени императора Вильгельма. Его волновало, может ли Майтнер сдать свою квартиру одному из коллег, профессору Маттауху.

Вернувшись, наконец, в институт, Ган вместе со Штрассманом стал готовить новый эксперимент – он напоминал предыдущий, субботний. На этот раз ученые решили выяснить природу других радиоактивных изотопов, возникавших при расщеплении урана. Еще недавно он верил, что это изотопы актиния. Он попробовал и их выделить с помощью бария.

Расположившись возле счетчика Гейгера, Ган начал писать пространное письмо Лизе Майтнер. Сообщив о том, как улажено ее поручение, Ган затем описал эксперименты, поставленные им вместе со Штрассманом. В заключение Ган просил свою давнюю знакомую попробовать найти хоть какое-то физическое объяснение полученным им результатам. Тогда мы могли бы втроем опубликовать отчет о данном открытии.

…Близилось Рождество. Во вторник, 20 декабря, в Институте имени императора Вильгельма проходил ежегодный рождественский вечер. Отто Ган чувствовал себя на нем неуютно. Ему вспоминались иные рождественские вечера, проведенные им вместе с Лизой. Теперь они были далеко друг от друга. И еще он напряженно обдумывал результаты, полученные в последние дни. Вырисовывались «очень симпатичные графики». Надо было немедленно составить письменный отчет о проделанной работе, прежде чем институт закроется на праздники.

В последующие два дня вторая часть работы была завершена. Мнимые «изотопы актиния» оказались, как и ожидал Ган, изотопами лантана – элемента, опять же находящегося в самой середине таблицы Менделеева.

Двадцать второго декабря Ган и Штрассман спешно составили отчет об идентифицированных ими искусственных изотопах. «Нам, как химикам, – докладывали они, – следовало бы непреложно сказать, что речь идет об изотопах бария, а не радия; о каких-либо других элементах кроме радия или бария не может быть и речи». И хотя этот вывод противоречил «всем известным нам положениям ядерной физики» оба «ядерных химика» не хотели считать данный вывод окончательным, они все-таки поспешили как можно быстрее опубликовать результаты. Профессор Ган позвонил своему старому другу и редактору журнала «Naturwissenschaften» («Естественные науки») доктору Паулю Росбауду. В тот же вечер тот примчался в Институт химии. Ган и Штрассман как раз закончили писать статью, в которой доказывали, что ядро урана «расщепляется».