21 июля 2023 года выходит в прокат фильм «Оппенгеймер», сюжет которого основан на истории разработки атомного оружия. Рассказываем, кто такой Роберт Оппенгеймер и почему его называют «отцом ядерной бомбы»
Как Оппенгеймер стал изобретателем
Роберт Оппенгеймер родился в 1904 году в семье состоятельных еврейских иммигрантов из Германии. Отец ни в чем не отказывал Роберту и его брату Фрэнку, во многом это повлияло на его будущее — он вырос претенциозным и не пользовался популярностью у сверстников. Ранняя любовь к минералам привела его к переписке с Нью-Йоркским минералогическим клубом, в итоге его пригласили прочитать лекцию, хотя на тот момент ему было всего 12 лет.
В 1922 году Оппенгеймер поступил в Гарвардский университет. Уже с первого года обучения он начал посещать курсы по физике для выпускников и брал дополнительные занятия. Благодаря этому он освоил всю программу за три года. Впоследствии ученый признал вред такого «скоропалительного» подхода к обучению.
Когда Оппенгеймеру исполнился 21 год, он поступил в Кембридж, чтобы продолжить изучать физику. В университете он стал работать в лаборатории под руководством английского физика Джозефа Джона Томсона.
В Кембридже у юного ученого сложились натянутые отношения с одним из преподавателей Патриком Блэкеттом. Блэкетт настаивал на том, чтобы Оппенгеймер проводил больше времени за лабораторными работами, в то время как Оппенгеймер считал, что его время и таланты следует посвятить теоретической физике. В 1926 году Оппенгеймер положил отравленное яблоко на стол наставнику и уехал. Однако Блэкетт так и не съел его. Вскоре руководство Кембриджского университета узнало об этом и решило выдвинуть обвинения в покушении на убийство, но богатый отец Оппенгеймера договорился с администрацией университета. В итоге юному ученому назначили испытательный срок, а также велели пройти серию приемов у психиатра.
После Кембриджа в 1926 году Роберт отправился в Геттингенский университет в Германии. Его руководителем стал Макс Борн. Именно с ним он создаст теорию строения двухатомных молекул.
К 1927 году Оппенгеймер получил докторскую степень и стал профессором Калифорнийского университета в Беркли. Следующие 13 лет он провел, занимаясь важными исследованиями во множестве научных областей, включая ядерную физику, квантовую теорию поля и астрофизику. Когда в сентябре 1939 года в Европе разразилась война, Оппенгеймер охотно присоединился к первым усилиям, предпринимаемым США для разработки ядерного оружия.
В 1942 году генерал Лесли Гроувс предложил ученому стать научным руководителем Манхэттенского проекта — сверхсекретного проекта США по разработке атомной бомбы. Всего через три года после начала проекта Оппенгеймер и его команда были готовы испытать свою атомную бомбу. Испытание «Тринити» было проведено 16 июля 1945 года в Аламагордо, штат Нью-Мексико. Именно здесь Оппенгеймер наблюдал за первым в мире ядерным взрывом.
В 1954 году несколько консервативных ученых осудили Оппенгеймера как сочувствующего коммунистам и представляющего опасность для национальной безопасности. Было проведено следствие по делу Оппенгеймера, подозревающегося в нелояльности и политической неблагонадежности. В итоге ученый был снят со всех постов, связанных с проведением секретных работ.
В феврале 1967 года исследователь умер от рака. Несмотря на все обвинения в предательстве и шпионаже, американская пресса снова славила его как великого ученого и «отца атомной бомбы». В 2022 году, через 68 лет после вынесения приговора, с него сняли все подозрения.
Открытия Оппенгеймера
В истории физики Роберт Оппенгеймер сыграл значительно меньшую роль, чем, например, Эйнштейн или Шредингер. Самостоятельно он не сделал ни одного революционного открытия и не создал оригинальной теории. Тем не менее никто не смог так полно осознать все возможности и значение квантовой теории, как Оппенгеймер. Он проводил теоретические и экспериментальные исследования, чтобы выяснить новые свойства вещества и излучения, опубликовал множество докладов и сообщений по этим вопросам.
Приближение Борна-Оппенгеймера
В 1927 году ученый совместно с Максом Борном построил квантовую теорию двухатомных молекул, которая позволяет разделить ядерное и электронное движение в рамках квантовомеханического описания молекулы. Это дает возможность не учитывать движение ядер при поиске энергетических уровней электронов и существенно упрощает вычисления. Работа стала самой цитируемой статьей Оппенгеймера.
Теория черных дыр
Роберт Оппенгеймер и его ученик Хартланд Снайдер опубликовали статью «О продолжающемся гравитационном сжатии». В этой работе использовалась общая теория относительности Эйнштейна, чтобы впервые в контексте современной физики показать, как могут образовываться черные дыры.
Атомная бомба
За разработку конструкции ядерного заряда отвечала созданная в 1943 году лаборатория в Лос-Аламосе, научным руководителем которой был Оппенгеймер. Как только произошло открытие деления урана в 1939 году, Роберт постоянно интересовался изучением этого процесса. Он пришел к выводу, что можно создать атомные бомбы — мощное оружие, использующее ядерные реакции в качестве источника взрывной энергии. Принцип работы таков: ядро атома радиоактивного материала расщепляется на два или более меньших ядер, что вызывает мощный выброс энергии.
Воспоминания современников об Оппенгеймере
- В одной из бесед со своими товарищами ученый отмечал, что любит творчество Достоевского, потому что «он проникает в душу и мучает человека». Друзья не раз замечали у будущего гения склонность к саморазрушительному поведению. Депрессии преследовали Оппенгеймера почти всю жизнь. Одна из его известных фраз, которую он однажды сказал своему брату Фрэнку: «Физика мне нужна больше, чем друзья».
- Первый раз ядерное оружие испытали 16 июля 1945 года. Оппенгеймер вспоминал, что решающий момент истории напомнил ему слова из священного индуистского текста: «Мы знали, что мир уже не будет прежним. Кто-то смеялся, кто-то плакал. Большинство людей молчали. Я вспомнил строчку из индуистского писания, Бхагавад-гиты: «Теперь я стал Смертью, разрушителем миров». Я полагаю, мы все так или иначе думали об этом».
- После бомбардировок Хиросимы и Нагасаки многие ученые были в ужасе от гибели гражданских лиц в результате атаки, беспокоясь о том, что созданное оружие будет способствовать будущим войнам, а не сдерживать их. Через несколько недель после бомбардировки Оппенгеймер написал письмо военному министру США, в котором изложил свою позицию о перспективах дальнейшей разработки ядерного оружия: «Мы считаем, что безопасность нации — в отличие от ее способности нанести ущерб вражеской державе — не может полностью или даже в первую очередь зависеть от ее научно-технических достижений. Она может быть основана только на том, чтобы сделать будущие войны невозможными. Мы единодушно и настоятельно рекомендуем Вам, несмотря на нынешнюю неполную эксплуатацию технических возможностей в этой области, предпринять все шаги, все необходимые международные договоренности для достижения этой цели».
