В декабре 1938 года два химика — Отто Ган и Фриц Штрассман — работали в Институте химии кайзера Вильгельма в Берлине, когда они наблюдали крайне необычное для того времени явление: облучение урана нейтронами приводило к образованию бария. Видите ли, открытие нейтрона произошло совсем недавно, и большинство учёных полагало, что сильное бомбардирование элементов вызовет лишь небольшое изменение массы, но никак не образование совершенно нового элемента.
После того как Ган и Штрассман представили свои результаты, Лиза Мейтнер и её племянник Отто Роберт Фриш предложили теоретическое объяснение наблюдавшегося явления. Они установили, что ядро урана раскололось, и этот процесс сопровождался выделением большого количества энергии и нейтронов. Этот процесс получил название деление (fission).
Теперь, если одно деление высвобождает нейтроны, то возможно, что эти нейтроны могут вызвать новое деление в других ядрах. Это деление, в свою очередь, выделит ещё больше энергии и нейтронов, которые могут вызвать ещё больше делений — высвобождая всё больше энергии. Этот процесс называется цепной реакцией.
Это явление вскоре было подтверждено во всём мире и показало теоретическую возможность создания атомной бомбы. Берлин быстро воспользовался возможностью и основал секретный «Урановый клуб» (нем. Uranverein), в который вошли такие учёные, как Вернер Гейзенберг. Однако нацистскому режиму так и не удалось создать ядерное оружие, несмотря на то что у него был значительный задел.
Во-первых, проект потерял множество потенциальных талантов, которые могли бы значительно помочь делу, если бы были задействованы. Речь идёт о таких учёных, как Альберт Эйнштейн, которые покинули страну из-за религиозных преследований. По численным оценкам, около 1145 университетских преподавателей (точная цифра может варьироваться) были изгнаны со своих постов, многие из них переехали в Великобританию и США, где впоследствии нашли работу в Манхэттенском проекте. Кроме того, разобщённость бюрократии и нехватка ресурсов не позволили немецкому проекту добиться успеха.
Они также не смогли распознать истинный потенциал графита как отличного замедлителя нейтронов. Для того чтобы проводить контролируемую цепную реакцию, нужен замедлитель, который не поглощает нейтроны. Сегодня мы знаем, что графит при правильных условиях прекрасно выполняет эту функцию. Однако немецкие эксперименты с графитом проводились с примесями, в частности с бором, который активно поглощает нейтроны. Поэтому немцы выбрали в качестве замедлителя тяжёлую воду, крайне дефицитную. Но один из основных источников тяжёлой воды был впоследствии саботирован союзниками.
К тому же расчёты требуемого количества ресурсов были ошибочными и давали недостижимые значения. Похоже, Гейзенберг не был заинтересован в понимании концепции критической массы — минимального количества вещества, необходимого для поддержания цепной реакции. Понимание этого позволило бы сократить требуемое количество материалов, сохранив при этом мощность взрыва. Однако команда исследовала только верхние пределы, что привело к выводу, что для создания бомбы потребуется нереалистическое количество урана. Таким образом, было решено, что создание атомной бомбы вовремя, чтобы повлиять на исход войны, попросту невозможно.
И, как кажется, это убеждение разделяла и государственная администрация нацистского режима. Считая, что война закончится в 1943 году, и видя кажущуюся невозможность проекта, правительство не стало выделять ядерной программе необходимые ресурсы и рабочую силу, полагая, что средства можно использовать с большей пользой в других направлениях. Союзники же, напротив, предоставили Манхэттенскому проекту безусловную поддержку, опасаясь, что нацисты могут первыми получить ядерное оружие.
Все эти обстоятельства привели к тому, что союзники добились успеха в создании ядерного оружия раньше своих противников, а нацистская Германия потерпела неудачу.
Разумеется, существует множество дополнительных факторов, которые здесь не были рассмотрены, и, наконец, мои собственные научные и технические знания в этой области ограничены, поэтому прошу не судить строго за возможные неточности.