Lise Meitner -Lise Meitner

Lise Meitner
Lise Meitner (1878-1968), ținând prelegeri la Universitatea Catolică, Washington, DC, 1946.jpg
Lise Meitner în 1946
Născut
Elise Meitner

7 noiembrie 1878
Viena , Austro-Ungaria
Decedat 27 octombrie 1968 (27.10.1968)(89 de ani)
Cambridge , Anglia
Loc de odihnă Biserica St James, Bramley , Hampshire
Naţionalitate austriac
Cetățenie austriac (înainte de 1949), Suedia (post-1949)
Alma Mater Universitatea din Viena
Cunoscut pentru Descoperirea protactiniului
Descoperirea fisiunii nucleare
efectul Auger–Meitner Efectul
Meitner–Hupfeld
Premii
Cariera stiintifica
Câmpuri Fizica nucleară , radioactivitate
Instituţiile Institutul Kaiser Wilhelm
Universitatea din Berlin ,
Laboratorul Manne Siegbahn  [ sv ]
Colegiul Universitar din Stockholm
teză Prüfung einer Formel Maxwells  (1905)
Consilier doctoral Franz S. Exner , Hans Benndorf
Alți consilieri academici Ludwig Boltzmann
Max Planck
Doctoranzii Arnold Flammersfeld
Kan-Chang Wang
Nikolaus Riehl
Influențe Max Planck
Influențat Otto Hahn
Semnătură
Lise Meitner semnătură.svg

Elise Meitner ( / ˈ l iː z ə ˈ m aɪ t n ər / LEE -zə MYTE -nər , germană: [ ˈliːzə ˈmaɪtnɐ] ( ascult ) ; 7 noiembrie 1878 – 27 octombrie 1968 ) unul dintre cei responsabili pentru descoperirea elementului protactiniu și fisiune nucleară . În timp ce lucra la Institutul Kaiser Wilhelm pe radioactivitate, ea a descoperit izotopul radioactiv protactiniu-231 în 1917. În 1938, Meitner și nepotul ei, fizicianul Otto Robert Frisch , au descoperit fisiunea nucleară . Ea a fost lăudată de Albert Einstein drept „germanul Marie Curie ”.

Terminând cercetarea doctorală în 1905, Meitner a devenit a doua femeie de la Universitatea din Viena care a obținut un doctorat în fizică. Și-a petrecut cea mai mare parte a carierei științifice la Berlin , Germania, unde a fost profesor de fizică și șef de departament la Institutul Kaiser Wilhelm ; a fost prima femeie care a devenit profesor titular de fizică în Germania. Ea a pierdut aceste poziții în anii 1930 din cauza legilor anti-evreiești de la Nürnberg ale Germaniei naziste , iar în 1938 a fugit în Suedia, unde a trăit mulți ani, devenind în cele din urmă cetățean suedez.

La mijlocul anului 1938, Meitner, împreună cu chimiștii Otto Hahn și Fritz Strassmann de la Institutul Kaiser Wilhelm, au descoperit că bombardarea toriului cu neutroni a produs diferiți izotopi. Hahn și Strassmann mai târziu în cursul anului au arătat că izotopii de bariu ar putea fi formați prin bombardarea uraniului. La sfârșitul lunii decembrie, Meitner și Frisch au elaborat fenomenul unui astfel de proces de scindare. În raportul lor din numărul din februarie al revistei Nature din 1939, i-au dat numele „fisiune”. Acest principiu a condus la dezvoltarea primei bombe atomice în timpul celui de-al Doilea Război Mondial și, ulterior, a altor arme nucleare și reactoare nucleare .

Meitner nu a împărtășit Premiul Nobel pentru Chimie din 1944 pentru fisiunea nucleară, care a fost acordat exclusiv colaboratorului ei de lungă durată Otto Hahn . Mai mulți oameni de știință și jurnaliști au numit excluderea ei „nedreptă”. Potrivit arhivei Premiilor Nobel, ea a fost nominalizată de 19 ori pentru Premiul Nobel pentru Chimie între 1924 și 1948 și de 29 de ori pentru Premiul Nobel pentru Fizică între 1937 și 1965. În ciuda faptului că nu a primit Premiul Nobel, Meitner a fost invitat la a participat la întâlnirea laureatului Nobel din Lindau în 1962. Cu toate acestea, a primit multe alte onoruri, inclusiv denumirea elementului chimic 109 meitnerium după ea în 1997.

Primii ani

S-a născut Elise Meitner la 7 noiembrie 1878 într-o familie de evrei din clasa mijlocie superioară la casa familiei din Kaiser Josefstraße 27 din districtul Leopoldstadt din Viena , al treilea dintre cei opt copii ai lui Hedwig și Philipp Meitner . Registrul de naștere al comunității evreiești din Viena o menționează ca fiind născută la 17 noiembrie 1878, dar toate celelalte documente menționează data nașterii ei ca fiind 7 noiembrie, ceea ce a folosit ea. Tatăl ei a fost unul dintre primii avocați evrei admiși să profeseze în Austria. Ea a avut doi frați mai mari, Gisela și Auguste (Gusti), și patru mai mici: Moriz (Fritz), Carola (Lola), Frida și Walter; toți au urmat în cele din urmă o educație avansată. Tatăl ei a fost un liber gânditor confirmat, iar ea a fost crescută ca atare. Ca adult, s-a convertit la creștinism, urmând luteranismul și a fost botezată în 1908; surorile ei Gisela și Lola s-au convertit la creștinismul catolic în același an. Ea a adoptat și un nume prescurtat „Lise”.

Educaţie

Meitner în 1906

Cele mai timpurii cercetări ale lui Meitner au început la vârsta de opt ani, când a ținut un caiet cu înregistrările ei sub pernă. A fost atrasă în special de matematică și știință și a studiat mai întâi culorile unei pete de ulei, filmele subțiri și lumina reflectată. Femeilor nu li s-a permis să frecventeze instituțiile publice de învățământ superior din Viena până în 1897, iar ea și-a terminat ultimul an de școală în 1892. Educația ei a inclus contabilitate, aritmetică, istorie, geografie, știință, franceză și gimnastică.

Singura carieră disponibilă femeilor era cea de predare, așa că s-a format ca profesoară de franceză. Sora ei Gisela a trecut de Matura și a intrat la facultatea de medicină în 1900. În 1899, Meitner a început să ia lecții private cu alte două tinere, înghesuind cei opt ani de studii medii lipsă în doar doi. Fizica a fost predată de Arthur Szarvasy. În iulie 1901, fetele au susținut un examen extern la Akademisches Gymnasium . Doar patru din paisprezece fete au trecut, inclusiv Meitner și Henriette Boltzmann, fiica fizicianului Ludwig Boltzmann .

Meitner a intrat la Universitatea din Viena în octombrie 1901. Ea a fost inspirată în special de Boltzmann și se spunea că vorbește adesea cu un entuziasm contagios despre prelegerile sale. Teza ei a fost supervizată de Franz Exner și Hans Benndorf . Teza ei intitulată Prüfung einer Formel Maxwells (" Examinarea formulei lui Maxwell ") a fost depusă la 28 noiembrie 1905, evaluată de Exner și Boltzmann și aprobată la 28 noiembrie 1905. Ea a devenit una dintre primele femei care a obținut un doctorat în fizică la Universitatea din Viena, după Olga Steindler , care și-a primit diploma în 1903. Teza ei a fost publicată ca Wärmeleitung in inhomogenen Körpern (" Conducția termică în corpuri neomogene ") la 22 februarie 1906.

Paul Ehrenfest i-a cerut să investigheze un articol despre optică al lui Lord Rayleigh care detalia un experiment care a produs rezultate pe care Rayleigh nu le-a putut explica. Nu numai că a fost capabilă să explice ce se întâmplă; ea a mers mai departe și a făcut predicții pe baza explicației ei, apoi le-a verificat experimental, demonstrând capacitatea ei de a efectua cercetări independente și nesupravegheate.

În timp ce era implicat în această cercetare, Meitner a fost introdus de către Stefan Meyer în radioactivitate , atunci un domeniu de studiu foarte nou. Ea a început cu particule alfa . În experimentele ei cu colimatoare și folie de metal, ea a descoperit că împrăștierea într-un fascicul de particule alfa a crescut cu masa atomică a atomilor de metal. Mai târziu, acest lucru l-a determinat pe Ernest Rutherford să prezică atomul nuclear . Ea și-a prezentat descoperirile la Physikalische Zeitschrift la 29 iunie 1907.

Universitatea Friedrich Wilhelm

Lise Meitner și Otto Hahn în 1912

Încurajată și susținută de sprijinul financiar al tatălui ei, Meitner a mers la Universitatea Friedrich Wilhelm , unde a predat renumitul fizician Max Planck . Planck a invitat-o ​​la el acasă și i-a permis să participe la prelegerile lui, ceea ce a fost un gest neobișnuit al lui Planck, care se opunea admiterii femeilor la universități în general, dar el a fost dispus să admită că există ocazional excepție; se pare că l-a recunoscut pe Meitner drept una dintre excepții. Ea s-a împrietenit cu fiicele gemene ale lui Planck, Emma și Grete, care au împărtășit dragostea ei pentru muzică.

Participarea la prelegerile lui Planck nu i-a ocupat tot timpul, iar Meitner l-a abordat pe Heinrich Rubens , șeful institutului de fizică experimentală, pentru a face unele cercetări. Rubens a spus că ar fi fericit ca ea să lucreze în laboratorul său. El a mai adăugat că Otto Hahn de la institutul de chimie căuta un fizician cu care să colaboreze. Câteva minute mai târziu ia fost prezentată lui Hahn. El a studiat substanțele radioactive sub Sir William Ramsay și la Montreal sub Rutherford și a fost deja creditat cu descoperirea a ceea ce se credea atunci a fi mai multe elemente radioactive noi. (De fapt, erau izotopi ai elementelor cunoscute, dar conceptul de izotop, împreună cu termenul, a fost propus abia de Frederick Soddy în 1913.) Hahn avea aceeași vârstă cu ea și ea a remarcat maniera lui informală și accesibilă. În Canada, nu a existat nicio cerință de a fi circumspect atunci când se adresează egalitaristului neo-zeelandez Rutherford, dar mulți oameni din Germania i s-au părut dezamăgitori și l-au caracterizat drept un „Berlinez anglicizat”. La Montreal, Hahn se obișnuise cu colaborarea cu fizicienii, inclusiv cu cel puțin o femeie, Harriet Brooks .

Meitner și Hahn în laboratorul lor, în 1913. Când o colegă pe care nu o recunoștea a spus că s-au mai întâlnit, Meitner a răspuns: „Probabil mă confundați cu profesorul Hahn”.

Șeful institutului de chimie, Emil Fischer , a pus la dispoziția lui Hahn un fost atelier de prelucrare a lemnului ( Holzwerkstatt ) în subsol pentru a fi folosit ca laborator. Hahn l-a echipat cu electroscoape pentru a măsura particulele alfa și beta și razele gamma . Nu a fost posibil să se efectueze cercetări în atelierul de lemn, dar Alfred Stock , șeful departamentului de chimie anorganică, l-a lăsat pe Hahn să folosească un spațiu într-unul dintre cele două laboratoare private ale sale. La fel ca Meitner, Hahn era neplătit și trăia dintr-o alocație de la tatăl său, deși ceva mai mare decât a ei. Și-a încheiat abilitarea în primăvara anului 1907 și a devenit Privatdozent . Majoritatea chimiștilor organici de la institutul de chimie nu au considerat munca lui Hahn – detectarea unor urme minuscule de izotopi prea mici pentru a fi văzute, cântărite sau mirosite prin radioactivitatea lor – ca pe o chimie reală. Un șef de departament a remarcat că „este incredibil ce ajunge cineva să fie un Privatdozent în aceste zile!”

Aranjamentul a fost dificil pentru Meitner la început. Femeile nu erau încă admise la universitățile din Prusia . Lui Meitner i s-a permis să lucreze în magazinul de lemne, care avea propria intrare exterioară, dar nu a putut pune piciorul în restul institutului, inclusiv în spațiul de laborator al lui Hahn de la etaj. Dacă voia să meargă la toaletă, trebuia să folosească una la restaurantul de pe stradă. În anul următor, femeile au fost admise în universitățile prusace, iar Fischer a ridicat restricțiile și a instalat în clădire toalete pentru femei. Nu toți chimiștii au fost fericiți de asta. Institutul de Fizică a fost mai acceptabil și ea s-a împrietenit cu fizicienii de acolo, inclusiv cu Otto von Baeyer  [ de ] , James Franck , Gustav Hertz , Robert Pohl , Max Planck , Peter Pringsheim  [ de ] și Wilhelm Westphal .

În primii ani, Meitner a lucrat împreună cu Hahn, au fost co-autori a trei lucrări în 1908 și încă șase în 1909. De asemenea, împreună cu Hahn, a descoperit și dezvoltat o metodă de separare fizică cunoscută sub numele de recul radioactiv, în care un nucleu fiică este forțat. ejectat din matricea sa în timp ce se retrage în momentul dezintegrarii. În timp ce Hahn era mai preocupat de descoperirea de noi elemente (cunoscute acum a fi izotopi ), Meitner era mai preocupat de înțelegerea radiațiilor acestora. Ea a observat că recul radioactiv ar putea fi o nouă modalitate de a detecta substanțele radioactive. Au pus la punct niște teste și au descoperit în curând încă doi izotopi noi.

Meitner a fost interesat în special de radiațiile beta . Până atunci, se știa că sunt electroni . Particulele alfa au fost emise cu energie caracteristică și ea se aștepta ca acest lucru să fie valabil și pentru particulele beta. Hahn și Meitner au măsurat cu atenție absorbția particulelor beta de către aluminiu, dar rezultatele au fost surprinzătoare. În 1914, James Chadwick a descoperit că electronii emiși din nucleul atomic formau un spectru continuu, dar lui Meitner i-a fost greu de crezut acest lucru, deoarece părea să contrazică fizica cuantică .

Institutul Kaiser Wilhelm pentru Chimie

Fizicieni și chimiști la Berlin în 1920. Rândul din față, de la stânga la dreapta: Hertha Sponer , Albert Einstein , Ingrid Franck, James Franck , Lise Meitner, Fritz Haber și Otto Hahn . Rândul din spate, de la stânga la dreapta: Walter Grotrian , Wilhelm Westphal , Otto von Baeyer  [ de ] , Peter Pringsheim  [ de ] și Gustav Hertz

În 1912, Hahn și Meitner s-au mutat la nou-înființatul Kaiser Wilhelm Institute (KWI) pentru chimie. Hahn a acceptat o ofertă de la Fischer de a deveni un asistent junior responsabil de secția sa de radiochimie , primul laborator de acest gen din Germania. Postul venea cu titlul de „profesor” și un salariu de 5.000 de mărci pe an. Meitner a lucrat fără salariu ca „oaspete” în secția lui Hahn. Mai târziu în acel an, poate de teamă că Meitner se află în dificultăți financiare și s-ar putea întoarce la Viena, deoarece tatăl ei murise în 1910, Planck a numit-o asistentă la Institutul de Fizică Teoretică din Universitatea Friedrich Wilhelm. Ca atare, ea a marcat lucrările studenților săi. A fost primul ei post plătit. Asistentul a fost treapta cea mai de jos de pe scara academică, iar Meitner a fost prima femeie asistent științific din Prusia.

Oficiali mândri l-au prezentat pe Meitner Kaiserului Wilhelm al II-lea la deschiderea oficială a KWI pentru Chimie, pe 23 octombrie 1912. În anul următor, ea a devenit Mitglied (asociat), același rang ca Hahn (deși salariul ei era încă mai mic), iar radioactivitatea secțiunea a devenit Laboratorul Hahn-Meitner. Meitner a sărbătorit cu o cină la Hotel Adlon . Salariile lui Hahn și Meitner aveau să fie în curând diminuate de redevențele de la mezotoriu („thoriu mijlociu”, radium-228 numit și „radiu german”) produs în scopuri medicale, pentru care Hahn a primit 66.000 de mărci în 1914, din care a dat zece procente lui Meitner. . În 1914, Meitner a primit o ofertă atractivă pentru o poziție academică la Praga . Planck ia spus lui Fischer că nu vrea ca Meitner să plece, iar Fischer a aranjat ca salariul ei să fie dublat la 3.000 de mărci.

Mutarea într-o nouă locuință a fost fortuită, deoarece magazinul de lemn fusese complet contaminat de lichide radioactive care fuseseră vărsate și de gaze radioactive care s-au evacuat și apoi s-au degradat și s-au depus sub formă de praf radioactiv, făcând imposibile măsurătorile sensibile. Pentru a se asigura că noile lor laboratoare curate rămân așa, Hahn și Meitner au instituit proceduri stricte. Măsurătorile chimice și fizice au fost efectuate în camere diferite, persoanele care manipulau substanțe radioactive trebuiau să urmeze protocoale care includeau să nu strângă mâna, iar rolele de hârtie igienică au fost atârnate lângă fiecare telefon și mânerul ușii. Substanțele puternic radioactive au fost depozitate în vechiul magazin de lemne, iar mai târziu într-o casă de radiu construită special pe terenul institutului.

Primul Război Mondial și descoperirea protactiniului

În iulie 1914 — cu puțin timp înainte de declanșarea Primului Război Mondial în august — Hahn a fost chemat la serviciu activ cu armata într-un regiment Landwehr . Meitner a urmat o formare de tehnician cu raze X și un curs de anatomie la spitalul orașului din Lichterfelde . Între timp, ea a finalizat atât munca asupra spectrului de raze beta pe care a început-o înainte de război cu Hahn și Baeyer, cât și propriul studiu al lanțului de descompunere a uraniului . În iulie 1915, s-a întors la Viena, unde s-a alăturat armatei austriece ca asistent-tehnician cu raze X. Unitatea ei a fost în curând desfășurată pe frontul de est al Poloniei și a servit și pe frontul italian pentru o perioadă, înainte de a fi eliberată în septembrie 1916.

Fosta clădire a Institutului Kaiser Wilhelm pentru Chimie din Berlin. Avariată grav de bombardamentele din timpul celui de -al Doilea Război Mondial , a fost restaurată și a devenit parte a Universității Libere din Berlin în 1948. A fost redenumită Clădirea Otto Hahn în 1956 și Clădirea Hahn-Meitner în 2010.

Meitner s-a întors la KWI pentru Chimie și cercetarea ei în octombrie. În ianuarie 1917, a fost numită șefa propriei secții de fizică. Laboratorul Hahn-Meitner a fost împărțit în laboratoare separate Hahn și Meitner, iar salariul ei a fost majorat la 4.000 de mărci. Hahn s-a întors la Berlin în concediu și au discutat despre un alt capăt liber din munca lor de dinainte de război: căutarea izotopului mamă al actiniului . Conform legii deplasării radioactive a lui Fajans și Soddy , acesta trebuia să fie un izotop al elementului nedescoperit 91 de pe tabelul periodic care se află între toriu și uraniu. Kasimir Fajans și Oswald Helmuth Göhring au descoperit acest element în 1913 și l-au numit brevium după scurtul său timp de înjumătățire. Cu toate acestea, izotopul pe care l-au găsit era un emițător beta și, prin urmare, nu putea fi izotopul mamă al actiniului. Acesta trebuia să fie un alt izotop al aceluiași element.

În 1914, Hahn și Meitner au dezvoltat o nouă tehnică de separare a grupului de tantal de petchblendă , care sperau că va accelera izolarea noului izotop. Când Meitner și-a reluat munca în 1917, totuși, nu numai Hahn, ci și majoritatea studenților, asistenților de laborator și tehnicienii fuseseră chemați, așa că Meitner a trebuit să facă totul singură. În februarie, Meitner a extras 2 grame de dioxid de siliciu ( SiO
2) din 21 de grame de smoală. Ea a pus 1,5 grame deoparte și a adăugat o pentafluorură de tantal ( TaF
5) purtător la celelalte 0,5 grame, pe care le-a dizolvat în fluorură de hidrogen ( HF ). Apoi l-a fiert în acid sulfuric concentrat ( H
2ASA DE
4), a precipitat ceea ce se credea a fi elementul 91 și a verificat că este un emițător alfa. Hahn a venit acasă în concediu în aprilie și împreună au conceput o serie de teste cu indicatori pentru a elimina alți emițători alfa cunoscuți. Singurii cunoscuți cu comportament chimic similar au fost plumbul-210 (care se descompune la emițătorul alfa poloniu-210 ) și toriu-230 .

Pentru aceasta a fost nevoie de mai multă pitchblendă. Meitner a mers la Viena, unde s-a întâlnit cu Stefan Meyer. Exportul de uraniu din Austria a fost interzis din cauza restricțiilor din timpul războiului, dar Meyer a putut să-i ofere un kilogram de reziduu de uraniu, pitchblendă din care fusese îndepărtat uraniul, ceea ce era de fapt mai bun pentru scopul ei. Testele cu indicatori au arătat că activitatea alfa nu s-a datorat acestor substanțe. Nu mai rămânea decât să găsească dovezi de actiniu. Pentru aceasta a fost nevoie de mai multă pitchblendă, iar de data aceasta Meyer nu a putut să asiste, deoarece exportul era acum interzis. Meitner a reușit să obțină 100 g de „rezidu dublu” — pitchblendă fără uraniu sau radiu — de la Friedrich Oskar Giesel și a început testele cu 43 de grame din acesta, dar compoziția sa a fost diferită, iar la început testele ei nu au funcționat. Cu ajutorul lui Giesel, ea a reușit să producă un produs pur, puternic radioactiv. Până în decembrie 1917, ea a reușit să izoleze atât izotopul mamă, cât și produsul său fiică de actiniu. Ea și-a prezentat descoperirile spre publicare în martie 1918.

Deși Fajans și Göhring au fost primii care au descoperit elementul, obiceiul cerea ca un element să fie reprezentat de izotopul său cel mai longeviv și cel mai abundent, iar brevium nu părea potrivit. Fajans a fost de acord ca Meitner să numească elementul „protoactiniu” (scurtat ulterior în protactiniu ) și să îi atribuie simbolul chimic Pa. În iunie 1918, Soddy și John Cranston au anunțat că au extras independent o probă din izotop, dar, spre deosebire de Meitner, au fost incapabil să-i descrie caracteristicile. Ei au recunoscut prioritatea lui Meitner și au fost de acord cu numele. Legătura cu uraniul a rămas un mister, deoarece niciunul dintre izotopii cunoscuți ai uraniului nu s-a degradat în protactiniu. A rămas nerezolvată până când izotopul mamă, uraniul-235 , a fost descoperit în 1929.

Radiația beta

În 1921, Meitner a acceptat invitația lui Manne Siegbahn de a veni în Suedia și de a susține o serie de prelegeri despre radioactivitate ca profesor invitat la Universitatea Lund . Ea a descoperit că s-au făcut foarte puține cercetări asupra radioactivității în Suedia, dar era nerăbdătoare să învețe despre spectroscopia cu raze X , care era specialitatea lui Siegbahn. În laboratorul său, ea a întâlnit un doctorand olandez, Dirk Coster , care studia spectroscopie cu raze X, și soția lui Miep, care lucra la doctoratul în limba și cultura indoneziană. Înarmată cu noile ei cunoștințe dobândite despre spectroscopie cu raze X, Meitner a aruncat o privire nouă asupra spectrelor razelor beta când s-a întors la Berlin. Se știa că unele emisii beta erau primare, electronii fiind ejectați direct din nucleu, iar unele erau secundare, în care particulele alfa din nucleu scoteau electronii din orbită. Meitner a fost sceptic față de afirmația lui Chadwick că liniile spectrale s - au datorat în întregime electronilor secundari, în timp ce cei primari au format un spectru continuu. Folosind tehnici dezvoltate de Jean Danysz , ea a examinat spectrele plumb-210, radiu-226 și toriu-238. Meitner a descoperit cauza emisiei de electroni de pe suprafețele atomilor cu energii „semnificative”, cunoscută acum sub numele de efectul Auger . Efectul poartă numele lui Pierre Victor Auger , care l-a descoperit independent în 1923.

La o conferință din 1937, Meitner împarte primul rând cu (de la stânga la dreapta) Niels Bohr , Werner Heisenberg , Wolfgang Pauli , Otto Stern și Rudolf Ladenburg ; Hilde Levi este singura altă femeie din cameră.

Femeilor li s-a acordat dreptul de abilitare în Prusia în 1920, iar în 1922 Meitner a primit abilitarea ei și a devenit Privatdozentin . A fost prima femeie care și-a primit abilitarea în fizică în Prusia și doar a doua în Germania, după Hedwig Kohn . Deoarece Meitner publicase deja peste 40 de lucrări, ea nu a fost obligată să depună o teză, dar Max von Laue a recomandat să nu se renunțe la cerința unei prelegeri inaugurale, deoarece era interesat de ceea ce avea de spus. Prin urmare, ea a ținut o prelegere inaugurală despre „Problemele fizicii cosmice”. Din 1923 până în 1933, ea a predat un colocviu sau tutorial la Universitatea Friedrich Wilhelm în fiecare semestru și a supravegheat doctoranzi la KWI pentru Chimie. Aceștia au inclus Arnold Flammersfeld , Kan-Chang Wang și Nikolaus Riehl . În 1926, a devenit profesor außerordentlicher (profesor extraordinar), prima femeie profesor universitar de fizică din Germania. Secția ei de fizică a devenit mai mare și și-a dobândit un asistent permanent. Oameni de știință din Germania și din întreaga lume au venit la KWI pentru Chimie pentru a efectua cercetări sub supravegherea ei. În 1930, Meitner a predat un seminar despre „Întrebări de fizică atomică și chimie atomică” cu Leó Szilárd .

Meitner a construit o cameră cu nori Wilson la KWI for Chemistry, prima din Berlin, iar împreună cu elevul ei Kurt Freitag a studiat urmele particulelor alfa care nu s-au ciocnit cu un nucleu. Mai târziu, împreună cu asistentul ei Kurt Philipp, l-a folosit pentru a face primele imagini ale urmelor de pozitroni din radiația gamma. Ea a dovedit afirmația lui Chadwick că liniile spectrale discrete au fost în întregime rezultatul electronilor secundari și, prin urmare, spectrele continue au fost într-adevăr cauzate în întregime de cei primari. În 1927, Charles Drummond Ellis și William Alfred Wooster au măsurat energia spectrului continuu produs de dezintegrarea beta a bismutului-210 la 0,34  MeV , unde energia fiecărei dezintegrare a fost de 0,35 MeV. Astfel, spectrul a reprezentat aproape toată energia. Meitner a fost atât de uimită de acest rezultat încât a repetat experimentul cu Wilhelm Orthmann folosind o metodă îmbunătățită și a verificat rezultatele lui Ellis și Wooster. Se pare că legea conservării energiei nu a fost valabilă pentru dezintegrarea beta, lucru pe care Meitner l-a considerat inacceptabil. În 1930, Wolfgang Pauli a scris o scrisoare deschisă către Meitner și Hans Geiger în care a propus că spectrul continuu a fost cauzat de emisia unei a doua particule în timpul dezintegrarii beta, una care nu avea sarcină electrică și masă de repaus mică sau deloc . Ideea a fost preluată de Enrico Fermi în teoria sa din 1934 despre dezintegrarea beta și a dat numele de „ neutrin ” ipoteticei particule neutre. La acea vreme existau puține speranțe de a detecta neutrini, dar în 1956 Clyde Cowan și Frederick Reines au făcut exact asta.

Germania nazista

Adolf Hitler a depus jurământul ca Cancelar al Germaniei la 30 ianuarie 1933, deoarece Partidul său Nazist (NSDAP) era acum cel mai mare partid din Reichstag (Republica Weimar) . Legea din 7 aprilie 1933 pentru restabilirea funcției publice profesionale a scos evreii din serviciul public, care includea mediul academic. Meitner nu a încercat niciodată să-și ascundă descendența evreiască, dar inițial a fost scutită de impactul acesteia din mai multe motive: fusese angajată înainte de 1914, servise în armată în timpul războiului mondial, era mai degrabă cetățean austriac decât german și Kaiser Wilhelm. Institutul a fost un parteneriat guvern-industrie. Cu toate acestea, a fost concediată din funcția de profesor adjunct pe 6 septembrie, pe motiv că serviciul ei din Primul Război Mondial nu era pe front și nu și-a finalizat abilitarea până în 1922. Acest lucru nu a avut niciun efect asupra salariului sau muncii ei la KWI pentru Chimie. Carl Bosch , directorul IG Farben , un sponsor major al KWI pentru Chimie, a asigurat-o pe Meitner că poziția ei acolo este sigură. Deși Hahn și Meitner au rămas la conducere, asistenții lor, Otto Erbacher și, respectiv, Kurt Philipp, care erau ambii membri NSDAP, au primit o influență din ce în ce mai mare asupra funcționării de zi cu zi a institutului.

Alții nu au fost atât de norocoși; nepotul ei, Otto Frisch , a fost demis din postul său la Institutul de Chimie Fizică de la Universitatea din Hamburg , la fel ca și Otto Stern , directorul institutului. Stern a găsit lui Frisch un post cu Patrick Blackett la Birkbeck College din Anglia, iar mai târziu a lucrat la Institutul Niels Bohr din Copenhaga din 1934 până în 1939. Fritz Strassman venise la Institutul de Chimie Kaiser Wilhelm pentru a studia sub Hahn pentru a-și îmbunătăți perspectivele de angajare. . El a refuzat o ofertă de angajare profitabilă pentru că necesita pregătire politică și calitatea de membru al Partidului Nazist și a demisionat din Societatea Chimiștilor Germani când a devenit parte a Frontului Muncii German nazist, mai degrabă decât să devină membru al unei organizații controlate de naziști. Drept urmare, nu a putut nici să lucreze în industria chimică și nici să-și primească abilitarea. Meitner l-a convins pe Hahn să-l angajeze ca asistent. În curând, el va fi creditat ca un al treilea colaborator la lucrările pe care le produceau și, uneori, chiar va fi enumerat primul. Între 1933 și 1935, Meitner a publicat exclusiv în Naturwissenschaften , deoarece editorul său Arnold Berliner era evreu și a continuat să accepte propuneri de la oamenii de știință evrei. Acest lucru a generat un boicot al publicației, iar în august 1935, editorul Springer-Verlag l- a concediat pe Berliner.

Transmutaţie

După ce Chadwick a descoperit neutronul în 1932, Irène Curie și Frédéric Joliot au iradiat folie de aluminiu cu particule alfa și au descoperit că acest lucru duce la un izotop radioactiv de scurtă durată al fosforului . Ei au remarcat că emisia de pozitroni a continuat după ce emisiile de neutroni au încetat. Nu numai că descoperiseră o nouă formă de dezintegrare radioactivă, ci și transmutaseră un element într-un izotop radioactiv până atunci necunoscut al altuia, inducând astfel radioactivitate acolo unde nu mai existase înainte. Radiochimia nu mai era acum limitată la anumite elemente grele, ci extinsă la întregul tabel periodic. Chadwick a observat că fiind neutri din punct de vedere electric, neutronii ar putea pătrunde în nucleul atomic mai ușor decât protonii sau particulele alfa. Enrico Fermi și colegii săi din Roma au preluat această idee și au început să iradieze elemente cu neutroni.

Legea deplasării radioactive a lui Fajans și Soddy spunea că dezintegrarea beta face ca izotopii să miște un element în sus pe tabelul periodic, iar dezintegrarea alfa îi determină să se miște cu doi în jos. Când grupul lui Fermi a bombardat atomii de uraniu cu neutroni, au găsit un amestec complex de vieți de înjumătățire. Prin urmare, Fermi a concluzionat că noile elemente cu numere atomice mai mari de 92 (cunoscute sub numele de elemente transuraniu ) au fost create. Meitner și Hahn nu colaboraseră de mulți ani, dar Meitner era dornic să investigheze rezultatele lui Fermi. Hahn, inițial, nu era, dar s-a răzgândit când Aristid von Grosse a sugerat că ceea ce găsise Fermi era un izotop al protactiniului. „Singura întrebare”, a scris Hahn mai târziu, „părea să fie dacă Fermi a găsit izotopi ai elementelor transuraniului sau izotopi ai elementului următor inferior, protactiniul. În acel moment, Lise Meitner și cu mine am decis să repetăm ​​experimentele lui Fermi pentru a găsi a aflat dacă izotopul de 13 minute a fost un izotop de protactiniu sau nu. A fost o decizie logică, deoarece au fost descoperitorii protactiniului.”

Între 1934 și 1938, Hahn, Meitner și Strassmann au găsit un număr mare de produse de transmutare radioactive, pe care le considerau transuranice. La acea vreme, existența actinidelor nu a fost încă stabilită, iar uraniul s-a considerat în mod greșit a fi un element din grupa 6 similar cu wolfram . A rezultat că primele elemente transuranice ar fi similare cu elementele din grupa 7 până la 10, adică reniul și platinoizii . Ei au stabilit prezența mai multor izotopi ai cel puțin patru astfel de elemente și le-au identificat (în mod eronat) ca elemente cu numere atomice de la 93 la 96. Ei au fost primii oameni de știință care au măsurat timpul de înjumătățire de 23 de minute a radioizotopului sintetic uraniu-239 și pentru a stabili chimic că era un izotop al uraniului, dar cu sursele lor slabe de neutroni nu au fost în stare să continue această lucrare până la concluzia ei logică și să identifice elementul real 93. Ei au identificat zece vieți de înjumătățire diferite, cu diferite grade de certitudine. Pentru a le ține seama, Meitner a trebuit să formuleze ipoteza unei noi clase de reacție și dezintegrarea alfa a uraniului, niciuna dintre acestea nu fusese raportată până acum și pentru care lipseau dovezile fizice. Hahn și Strassmann și-au rafinat procedurile chimice, în timp ce Meitner a conceput noi experimente pentru a aduce mai multă lumină asupra proceselor de reacție.

În mai 1937, Hahn și Meitner au publicat rapoarte paralele, unul în Zeitschrift für Physik cu Meitner ca prim autor și unul în Chemische Berichte cu Hahn ca prim autor. Hahn și-a încheiat afirmând cu insistență: Vor allem steht ihre chemische Verschiedenheit von allen bisher bekannten Elementen außerhalb jeder Diskussion („Mai presus de toate, distincția lor chimică de toate elementele cunoscute anterior nu necesită discuții suplimentare”); Meitner era din ce în ce mai nesigur. Ea a luat în considerare posibilitatea ca reacțiile să fie de la diferiți izotopi ai uraniului; erau cunoscute trei: uraniu-238, uraniu-235 și uraniu-234. Cu toate acestea, când a calculat secțiunea transversală a neutronilor , aceasta era prea mare pentru a fi altceva decât cel mai abundent izotop, uraniul-238, și a concluzionat că trebuie să fie un alt caz de izomerie nucleară pe care Hahn o descoperise în protactiniu cu ani înainte. Prin urmare, ea și-a încheiat raportul pe o notă foarte diferită față de Hahn, raportând că: „Procesul trebuie să fie captarea neutronilor de către uraniu-238, ceea ce duce la trei nuclee izomerice de uraniu-239. Acest rezultat este foarte greu de reconciliat cu conceptele actuale de nucleul”.

Evadare din Germania

Odată cu Anschluss , unificarea Germaniei cu Austria la 12 martie 1938, Meitner și-a pierdut cetățenia austriacă. Niels Bohr a oferit o conferință la Copenhaga, iar Paul Scherrer a invitat-o ​​să participe la un congres în Elveția, cu toate cheltuielile plătite. Carl Bosch a spus în continuare că ar putea rămâne la KWI pentru Chimie, dar până în luna mai era conștientă că Ministerul Reich al Științei, Educației și Culturii cercetează cazul ei. La 9 mai, ea a decis să accepte invitația lui Bohr de a merge la Copenhaga, unde lucra Frisch, dar când a mers la consulatul danez pentru a obține o viză de călătorie , i s-a spus că Danemarca nu-i mai recunoaște pașaportul austriac ca fiind valabil. Ea nu putea pleca în Danemarca, Elveția sau orice altă țară.

Bohr a venit la Berlin în iunie și a fost foarte îngrijorat. Când s-a întors la Copenhaga, a început să caute un post pentru Meitner în Scandinavia. De asemenea, l-a rugat pe Hans Kramers să vadă dacă este ceva disponibil în Olanda. Kramers l-a contactat pe Coster, care la rândul său l-a notificat pe Adriaan Fokker . Coster și Fokker au încercat să-și asigure un post pentru Meitner la Universitatea din Groningen . Ei au descoperit că Fundația Rockefeller nu va sprijini oamenii de știință refugiați și că Federația Internațională a Femeilor Universitare a fost inundată de cereri de sprijin din partea Austriei. Pe 27 iunie, Meitner a primit o ofertă pentru un post de un an la noul laborator  [ sv ] al lui Manne Siegbahn din Stockholm, pe atunci în construcție, care avea să fie dedicat fizicii nucleare, și a decis să o accepte. Dar pe 4 iulie, ea a aflat că cadrele universitare nu li se va mai acorda permisiunea de a călători în străinătate.

Meitner a locuit la această adresă pentru cei mai mulți ani, cât a stat în Suedia.

Prin Bohr din Copenhaga, Peter Debye a comunicat cu Coster și Fokker și au abordat Ministerul Educației din Țările de Jos cu un apel pentru a-i permite lui Meitner să vină în Țările de Jos. Întrucât străinilor nu li se permitea să lucreze contra cost, era necesară o numire ca un privat-docente nesalariat . Wander Johannes de Haas și Anton Eduard van Arkel au aranjat unul la Universitatea Leiden . Coster a vorbit și cu șeful polițiștilor de frontieră, care l-a asigurat că Meitner va fi admis. Un prieten al lui Coster, EH Ebels, a fost un politician local din zona de frontieră și a vorbit direct cu gardienii de la graniță.

Pe 11 iulie, Coster a ajuns la Berlin, unde a rămas cu Debye. În dimineața următoare, Meitner a ajuns devreme la KWI pentru Chimie, iar Hahn ia informat-o despre plan. Pentru a evita suspiciunea, ea și-a menținut rutina obișnuită, rămânând la institut până la ora 20:00 corectând una dintre lucrările asociatului pentru publicare. Hahn și Paul Rosbaud au ajutat-o ​​să-și facă două valize mici, purtând doar haine de vară. Hahn i-a dat un inel cu diamante pe care îl moștenise de la mama lui în caz de urgență; a luat doar 10 mărci în poşetă. Apoi a petrecut noaptea la casa lui Hahn. A doua zi dimineață, Meitner l-a întâlnit pe Coster în gară, unde s-au prefăcut că s-au întâlnit întâmplător. Au călătorit pe o linie ușor folosită până la gara Bad Nieuweschans de la graniță, pe care au trecut fără incidente; grănicerii germani ar fi crezut poate că doamna profesor era soția unui profesor. O telegramă de la Pauli l-a informat pe Coster că acum este „la fel de faimos pentru răpirea Lisei Meitner ca și pentru descoperirea hafniului”.

Meitner a aflat pe 26 iulie că Suedia i-a acordat permisiunea de a intra cu pașaportul ei austriac, iar două zile mai târziu a zburat la Copenhaga, unde a fost întâmpinată de Frisch și a stat cu Niels și Margrethe Bohr la casa lor de vacanță din Tisvilde . La 1 august a luat trenul spre Stockholm , unde a fost întâmpinată la gara Göteborg de Eva von Bahr . Au luat un tren și apoi un vapor cu aburi până la casa lui von Bahr din Kungälv , unde a rămas până în septembrie. Hahn le-a spus tuturor de la KWI pentru Chimie că Meitner a plecat la Viena să-și viziteze rudele, iar câteva zile mai târziu institutul se închisese pentru vacanța de vară. La 23 august, ea i-a scris lui Bosch solicitând pensionarea. A încercat să-i trimită bunurile în Suedia, dar Ministerul Educației Reich a insistat să rămână în Germania.

Meitner era și îngrijorată de familia ei din Austria. Una dintre primele ei acțiuni în Suedia a fost să solicite un permis de imigrare suedez pentru Gusti și soțul ei Justinian (Jutz) Frisch. Hahn l-a ales pe Josef Mattauch să o înlocuiască ca șef al secției de fizică și a plecat la Viena pentru a-i oferi postul. În timp ce acolo a luat masa cu surorile lui Meitner, Gusti și Gisela, și cu soții lor Jutz Frisch și Karl Lion, pe 9 noiembrie . A doua zi, Gusti l-a informat că Jutz Frisch a fost arestat. În acea zi, Meitner a ajuns la Copenhaga; aranjarea unei vize de călătorie fusese dificilă cu pașaportul ei austriac invalid. Hahn s-a alăturat ei la Copenhaga pe 13 noiembrie și a avut discuții despre cercetarea uraniului cu Meitner, Bohr și Otto Robert Frisch. Fizicienii, în special Meitner, i-au spus că rezultatele experimentelor, în special presupusa descoperire a izomerilor de radiu, nu ar putea fi corecte, iar experimentele ar trebui să fie refăcute.

Fisiune nucleara

Articolul principal: Descoperirea fisiunii nucleare
Acesta a fost promovat de mulți ani drept masa și aparatul experimental cu care Otto Hahn a descoperit fisiunea nucleară în 1938. Masa și instrumentele sunt reprezentative pentru cele folosite, dar nu neapărat originale și nu ar fi fost împreună pe o singură masă în aceeasi camera. Presiunile din partea istoricilor, oamenilor de știință și feministelor au determinat muzeul să modifice expoziția în 1988 pentru a recunoaște rolul lui Meitner, Frisch și Strassmann.

Hahn și Strassmann au izolat cei trei izotopi de radiu (verificati prin timpul lor de înjumătățire) și au folosit cristalizarea fracționată pentru a-l separa de purtătorul său de bariu prin adăugarea de cristale de bromură de bariu în patru pași. Deoarece radiul precipită de preferință într-o soluție de bromură de bariu, la fiecare pas fracția extrasă ar conține mai puțin rau decât cea anterioară. Cu toate acestea, nu au găsit nicio diferență între fiecare dintre fracții. În cazul în care procesul lor a fost defect într-un fel, ei l-au verificat cu izotopi cunoscuți ai radiului; procesul a fost ok. Pe 19 decembrie, Hahn i-a scris lui Meitner, informându-i că izotopii de radiu se comportă chimic ca bariul. Nerăbdători să termine înainte de vacanța de Crăciun, Hahn și Strassmann și-au prezentat concluziile la Naturwissenschaften pe 22 decembrie fără să aștepte răspunsul lui Meitner. Hahn a încheiat lucrarea cu: „Ca chimiști... ar trebui să înlocuim simbolurile Ba, La, Ce cu Ra, Ac, Th. Ca „chimiști nucleari” destul de aproape de fizică nu ne putem decide încă să facem acest pas care contrazice toate experiență anterioară în fizică.”

Frisch a sărbătorit în mod normal Crăciunul cu Meitner la Berlin, dar în 1938 a acceptat o invitație din partea Eva von Bahr de a-l petrece cu familia ei la Kungälv , iar Meitner ia cerut lui Frisch să i se alăture acolo. Meitner a primit scrisoarea de la Hahn în care descria dovada sa chimică că o parte din produsul bombardamentului de uraniu cu neutroni a fost bariul. Bariul avea o masă atomică cu 40% mai mică decât uraniul și nicio metodă cunoscută anterior de dezintegrare radioactivă nu putea explica o diferență atât de mare în masa nucleului. Cu toate acestea, ea îi scrisese imediat lui Hahn pentru a-i spune: „În momentul de față, presupunerea unei despărțiri atât de temeinice mi se pare foarte dificilă, dar în fizica nucleară am experimentat atât de multe surprize, încât nu se poate spune necondiționat: „Este imposibil. .'"

Potrivit lui Frisch:

A fost o greșeală? Nu, spuse Lise Meitner; Hahn era un chimist prea bun pentru asta. Dar cum s-ar putea forma bariul din uraniu? Niciun fragment mai mare decât protonii sau nucleele de heliu (particule alfa) nu fuseseră vreodată cioplite din nuclee, iar pentru a ciobi un număr mare nu era disponibilă suficientă energie. Nici nu era posibil ca nucleul de uraniu să fi fost despicat direct. Un nucleu nu era ca un solid fragil care poate fi scindat sau spart; George Gamow sugerase devreme, iar Bohr dăduse argumente bune că un nucleu semăna mult mai mult cu o picătură lichidă. Poate că o picătură s-ar putea împărți în două picături mai mici într-un mod mai gradual, devenind mai întâi alungită, apoi strânsă și în cele din urmă fiind ruptă mai degrabă decât ruptă în două? Știam că există forțe puternice care ar rezista unui astfel de proces, la fel cum tensiunea superficială a unei picături lichide obișnuite tinde să reziste diviziunii sale în două mai mici. Dar nucleele diferă de picăturile obișnuite într-un mod important: erau încărcate electric și se știa că acest lucru contracarează tensiunea superficială.

În acel moment ne-am așezat amândoi pe un trunchi de copac (toată discuția aceea avusese loc în timp ce ne plimbam prin pădure în zăpadă, eu cu schiurile pe mine, Lise Meitner făcându-și susținerea că ar putea merge la fel de repede și fără), și a început să calculeze pe bucăți de hârtie. Am descoperit că sarcina unui nucleu de uraniu era într-adevăr suficient de mare pentru a depăși aproape complet efectul tensiunii superficiale; așa că nucleul de uraniu ar putea să semene într-adevăr cu o picătură foarte instabilă, gata să se divizeze la cea mai mică provocare, cum ar fi impactul unui singur neutron.

Dar mai era o problemă. După separare, cele două picături ar fi îndepărtate de repulsia lor electrică reciprocă și ar dobândi viteză mare și, prin urmare, o energie foarte mare, aproximativ 200 MeV în total; de unde ar putea veni acea energie? Din fericire, Lise Meitner și-a amintit formula empirică pentru calcularea maselor nucleelor ​​și a descoperit că cele două nuclee formate prin divizarea unui nucleu de uraniu împreună ar fi mai ușoare decât nucleul original de uraniu cu aproximativ o cincime din masa unui proton. Acum, ori de câte ori dispare masa, se creează energie, conform formulei lui Einstein E  = mc 2 , iar o cincime din masa unui proton era doar echivalent cu 200 MeV. Deci aici era sursa pentru acea energie; totul s-a potrivit!

Expoziție pentru a marca cea de-a 75-a aniversare de la descoperirea fisiunii nucleare, la Centrul Internațional din Viena, în 2013. Tabelul (împrumutat de la Deutsches Museum München) este acum descris ca o replică, iar imaginile lui Meitner și Strassmann sunt expuse vizibil.

Meitner și Frisch au interpretat corect rezultatele lui Hahn ca însemnând că nucleul de uraniu s-a împărțit aproximativ în jumătate. Primele două reacții pe care le observase grupul de la Berlin au fost elemente ușoare create de spargerea nucleelor ​​de uraniu; a treia, cea de 23 de minute, a fost o decădere în elementul real 93. La întoarcerea la Copenhaga, Frisch l-a informat pe Bohr, care l-a plesnit pe frunte și a exclamat „Ce idioți am fost!”. Bohr a promis că nu va spune nimic până când nu vor avea o lucrare gata de publicare. Pentru a accelera procesul, au decis să trimită o notă de o pagină către Nature . În acest moment, singura dovadă pe care o aveau era bariul. În mod logic, dacă s-a format bariul, celălalt element trebuie să fie criptonul , deși Hahn a crezut în mod eronat că masele atomice trebuie să adună până la 239, mai degrabă decât să adună numerele atomice până la 92, și a crezut că este masuriu (tehnețiu), și așa a făcut. nu verifica pentru asta:

235
92U + n →
56Ba +
36Kr + unele n

Pe parcursul unei serii de apeluri telefonice la distanță lungă, Meitner și Frisch au venit cu un experiment simplu pentru a-și susține afirmația: să măsoare recul fragmentelor de fisiune, folosind un contor Geiger cu pragul stabilit peste cel al particulelor alfa. Frisch a efectuat experimentul pe 13 februarie și a găsit pulsurile cauzate de reacție exact așa cum au prezis. A decis că are nevoie de un nume pentru procesul nuclear recent descoperit. El a vorbit cu William A. Arnold, un biolog american care lucrează cu de Hevesy, și l-a întrebat cum numesc biologii procesul prin care celulele vii se împart în două celule. Arnold i-a spus că biologii au numit-o fisiune . Frisch a aplicat apoi acest nume procesului nuclear în lucrarea sa. Frisch a trimis ambele lucrări către Nature pe 16 ianuarie; nota scrisă în comun a apărut tipărită pe 11 februarie, iar lucrarea lui Frisch despre recul pe 18 februarie.

Aceste trei rapoarte, primele publicații Hahn-Strassmann din 6 ianuarie și 10 februarie 1939 și publicația Frisch-Meitner din 11 februarie 1939, au avut efecte electrizante asupra comunității științifice. În 1940, Frisch și Rudolf Peierls au produs memoriul Frisch-Peierls , care a stabilit că ar putea fi generată o explozie atomică.

Premiul Nobel pentru fisiune nucleară

În ciuda numeroaselor onoruri pe care Meitner le-a primit în timpul vieții, ea nu a primit Premiul Nobel în timp ce acesta a fost acordat lui Otto Hahn pentru descoperirea fisiunii nucleare. A fost nominalizată de 49 de ori la Premiile Nobel pentru Fizică și Chimie, dar nu a câștigat niciodată. La 15 noiembrie 1945, Academia Regală Suedeză de Științe a anunțat că Hahn a primit Premiul Nobel pentru Chimie în 1944 pentru „descoperirea sa a fisiunii nucleelor ​​atomice grele”. Meitner a fost cea care le-a spus lui Hahn și Strassman să-și testeze radiul mai detaliat, iar ea a fost cea care i-a spus lui Hahn că este posibil ca nucleul de uraniu să se dezintegreze. Fără aceste contribuții ale lui Meitner, Hahn nu ar fi descoperit că nucleul de uraniu se poate împărți în jumătate.

În 1945, Comitetul Nobel pentru Chimie din Suedia, care a ales Premiul Nobel pentru Chimie, a decis să acorde acel premiu numai lui Hahn: Hahn a aflat doar dintr-un ziar în timp ce era internat în Farm Hall Cambridgeshire, Anglia. În anii 1990, înregistrările lungi sigilate ale lucrărilor Comitetului Nobel au devenit publice, iar biografia cuprinzătoare a lui Meitner publicată în 1996 de Ruth Lewin Sime a profitat de această desigilare pentru a reconsidera excluderea lui Meitner. Într-un articol din 1997 din revista American Physical Society Physics Today , Sime și colegii ei Elisabeth Crawford și Mark Walker au scris:

Se pare că Lise Meitner nu a împărtășit premiul din 1944, deoarece structura comitetelor Nobel era nepotrivită pentru a evalua munca interdisciplinară; deoarece membrii comitetului de chimie nu au putut sau nu au vrut să-i judece contribuția în mod corect; și pentru că în timpul războiului oamenii de știință suedezi s-au bazat pe propria lor expertiză limitată. Excluderea lui Meitner de la premiul pentru chimie poate fi rezumată ca un amestec de părtinire disciplinară, obtuzitate politică, ignoranță și grabă.

Comitetul de fizică format din cinci membri a inclus Manne Siegbahn, fostul său student Erik Hulthén, profesor de fizică experimentală la Universitatea Uppsala și Axel Lindh, care i-a succedat în cele din urmă lui Hulthén. Toți trei făceau parte din școala Siegbahn de spectroscopie cu raze X. Relația slabă dintre Siegbahn și Meitner a fost un factor aici, la fel ca părtinirea către fizica experimentală, mai degrabă decât teoretică. În raportul său despre munca lui Meitner și Frisch, Hulthén s-a bazat pe documentele de dinainte de război. El nu a crezut că munca lor a fost inovatoare și a susținut că premiul pentru fizică a fost acordat mai degrabă pentru lucrări experimentale decât pentru lucrări teoretice, ceea ce nu a fost cazul de mulți ani.

În acel moment, însăși Meitner scria într-o scrisoare: „Cu siguranță Hahn a meritat pe deplin Premiul Nobel pentru chimie. Nu există într-adevăr nicio îndoială. Dar cred că Frisch și cu mine am contribuit cu ceva deloc nesemnificativ la clarificarea procesului de fisiune a uraniului— cum își are originea și că produce atât de multă energie și asta a fost ceva foarte îndepărtat pentru Hahn.” Primirea de către Hahn a unui premiu Nobel era de mult așteptată. Atât el, cât și Meitner fuseseră nominalizați atât pentru chimie, cât și pentru fizică de mai multe ori, chiar înainte de descoperirea fisiunii nucleare. Potrivit arhivei Premiilor Nobel, ea a fost nominalizată de 19 ori pentru Premiul Nobel pentru Chimie între 1924 și 1948 și de 29 de ori pentru Premiul Nobel pentru Fizică între 1937 și 1965. Numitorii ei au fost Arthur Compton , Dirk Coster, Kasimir Fajans, James Franck, Otto Hahn, Oscar Klein, Niels Bohr, Max Planck și Max Born . În ciuda faptului că nu i s-a acordat Premiul Nobel, Meitner a fost invitat să participe la Reuniunea Laureatului Nobel din Lindau în 1962. Max Perutz , laureatul Premiului Nobel pentru chimie în 1962, a ajuns la o concluzie similară: „Fiind închis în dosarele Comitetului Nobel în cei cincizeci de ani. , documentele care au condus la acest premiu nedrept dezvăluie acum că deliberările prelungite ale juriului Nobel au fost îngreunate de lipsa de apreciere atât a muncii comune care precedase descoperirea, cât și a contribuțiilor scrise și verbale ale lui Meitner după zborul ei din Berlin”.

Viața de mai târziu

Meitner cu actrița Katharine Cornell și fizicianul Arthur Compton la 6 iunie 1946

Meitner a constatat că Siegbahn nu o dorea. La momentul în care oferta de a veni în Suedia fusese extinsă, el spusese că nu are bani și că îi poate oferi lui Meitner doar un loc de muncă. Eva von Bahr îi scrisese apoi lui Carl Wilhelm Oseen , care furnizase bani de la Fundația Nobel. Acest lucru i-a lăsat cu spațiu de laborator, dar acum trebuia să efectueze ea însăși o muncă pe care în ultimii douăzeci de ani le-a putut delega tehnicienilor ei de laborator. Ruth Lewin Sime a scris că:

În Suedia nu exista o simpatie generală pentru refugiații din Germania nazistă: țara era mică, cu o economie slabă și fără tradiție de imigranți, iar cultura ei academică fusese întotdeauna ferm pro-germană, tradiție care nu s-a schimbat prea mult până la mijlocul anului. războiul când a devenit evident că Germania nu va câștiga. În timpul războiului, membrii grupului lui Siegbahn îl vedeau pe Meitner ca pe un străin, retras și deprimat; ei nu au înțeles deplasarea și anxietatea comune tuturor refugiaților, sau trauma pierderii prietenilor și rudelor din cauza Holocaustului sau izolarea excepțională a unei femei care și-a dedicat viața muncii sale.

La 14 ianuarie 1939, Meitner a aflat că cumnatul ei Jutz fusese eliberat din Dachau și că lui și sora ei Gusti li sa permis să emigreze în Suedia. Șeful lui Jutz, Gottfried Bermann , evadase în Suedia și i-a oferit lui Jutz vechiul său loc de muncă înapoi la casa de editură, dacă putea veni. Niels Bohr a intervenit la un oficial suedez, Justitieråd Alexandersson, care a spus că Jutz va primi un permis de muncă la sosirea în Suedia. A lucrat acolo până când a fost pensionat în 1948, apoi s-a mutat la Cambridge pentru a se alătura lui Otto Robert Frisch. Sora ei Gisela și cumnatul Karl Lion s-au mutat în Anglia, iar Meitner s-a gândit și el să se mute în Marea Britanie. Ea a vizitat Cambridge în iulie 1939 și a acceptat o ofertă de la William Lawrence Bragg și John Cockcroft pentru un post la Laboratorul Cavendish, pe un contract de trei ani cu Girton College, Cambridge , dar al Doilea Război Mondial a izbucnit în septembrie 1939 înainte ca ea să poată putea. face mișcarea.

În Suedia, Meitner și-a continuat cercetările cât a putut de bine. Ea a măsurat secțiunile transversale ale neutronilor de toriu, plumb și uraniu folosind disproziu ca detector de neutroni, o tehnică de testare lansată de George de Hevesy și Hilde Levi . Ea a reușit să aranjeze ca Hedwig Kohn, care se confrunta cu deportarea în Polonia, să vină în Suedia și, în cele din urmă, să emigreze în Statele Unite, călătorind prin Uniunea Sovietică . Ea nu a reușit să-l scoată pe Stefen Meyer, dar el a reușit să supraviețuiască războiului. Ea a refuzat o ofertă de a se alătura lui Frisch în misiunea britanică la Proiectul Manhattan la Laboratorul Los Alamos , declarând „Nu voi avea nimic de-a face cu o bombă!” Ea a spus mai târziu că bombardamentele atomice de la Hiroshima și Nagasaki au fost o surpriză pentru ea și că îi pare „rău că bomba a trebuit inventată”. După război, Meitner și-a recunoscut propriul eșec moral în a rămâne în Germania între 1933 și 1938. Ea a scris: „Nu numai că a fost prost, ci foarte greșit că nu am plecat imediat”. Ea nu doar că și-a regretat inacțiunea în această perioadă, ci a fost și critică amară față de Hahn, Max von Laue , Werner Heisenberg și alți oameni de știință germani. Într-o scrisoare din iunie 1945 adresată lui Hahn, dar pe care nu a primit-o niciodată, ea a scris:

Ați lucrat cu toții pentru Germania nazistă. Și nici nu ai încercat rezistența pasivă. Desigur, pentru a-ți absolvi conștiința ai ajutat o persoană asuprită ici și colo, dar milioane de ființe umane nevinovate au fost ucise și nu a existat niciun protest. Aici, în Suedia neutră, cu mult înainte de sfârșitul războiului, s-a discutat ce ar trebui făcut cu savanții germani odată ce războiul se termina. Atunci la ce trebuie să se gândească englezii și americanii? Eu și mulți alții suntem de părere că singura cale pentru tine ar fi să faci o declarație deschisă că ești conștient că, prin pasivitatea ta, împărtășești responsabilitatea pentru ceea ce s-a întâmplat și că trebuie să lucrezi pentru ceea ce se poate face. a face amendamente. Dar mulți cred că este prea târziu pentru asta. Acești oameni spun că mai întâi ți-ai trădat prietenii, apoi oamenii tăi și copiii tăi, prin faptul că i-ai lăsat să-și mizeze viața într-un război criminal – și în cele din urmă că ai trădat însăși Germania, pentru că atunci când războiul era deja destul de fără speranță, nu ai vorbit niciodată. împotriva distrugerii fără sens a Germaniei. Sună nemiloasă, dar totuși cred că motivul pentru care îți scriu asta este prietenia adevărată. În ultimele zile se auzise de lucrurile incredibil de groaznice din lagărele de concentrare; copleșește tot ce se temea anterior. Când am auzit la radioul englez un reportaj foarte detaliat al englezilor și americanilor despre Belsen și Buchenwald , am început să strig tare și am stat treaz toată noaptea. Și dacă ai fi văzut oamenii aceia care au fost aduși aici din lagăre. Ar trebui să ia un om ca Heisenberg și milioane ca el și să-i forțeze să se uite la aceste tabere și la oamenii martiri. Modul în care a apărut în Danemarca în 1941 este de neuitat.

În urma bombardamentului de la Hiroshima, Meitner a descoperit că devenise o celebritate. Ea a avut un interviu radio cu Eleanor Roosevelt , iar câteva zile mai târziu altul cu un post de radio din New York, în timpul căruia a auzit vocea surorii ei Frida pentru prima dată în ultimii ani. „Sunt de origine evreiască”, i-a spus ea Fridei, „nu sunt evreu prin credință, nu știu nimic despre istoria iudaismului și nu mă simt mai aproape de evrei decât de alți oameni”. Pe 25 ianuarie 1946, Meitner a ajuns la New York, unde a fost întâmpinată de surorile ei Lola și Frida și de Frisch, care făcuse călătoria de două zile cu trenul din Los Alamos. Soțul Lolei, Rudolf Allers , a aranjat un post de profesor vizitator pentru Meitner la Universitatea Catolică din America . Meitner a ținut prelegeri la Universitatea Princeton , Universitatea Harvard și Universitatea Columbia și a discutat despre fizică cu Albert Einstein, Hermann Weyl , Tsung-Dao Lee , Yang Chen-Ning și Isidor Isaac Rabi . Ea a coborât la Durham, Carolina de Nord și i-a văzut pe Hertha Sponer și Hedwig Kohn și și-a petrecut o seară la Washington, DC , cu James Chadwick, care era acum șeful Misiunii Britanice la Proiectul Manhattan. Ea l-a întâlnit și pe directorul proiectului, generalul-maior Leslie Groves . A vorbit la Smith College și a mers la Chicago , unde i-a întâlnit pe Enrico Fermi, Edward Teller , Victor Weisskopf și Leo Szilard. Pe 8 iulie, Meitner s-a îmbarcat pe RMS  Queen Mary pentru Anglia, unde s-a întâlnit cu Erwin Schrödinger, Wolfgang Pauli și Max Born. Au fost sărbători cu întârziere pentru cea de-a 300-a naștere a lui Isaac Newton , dar singurul german invitat să participe a fost Max Planck.

Meitner cu studenții pe treptele clădirii de chimie de la Colegiul Bryn Mawr în aprilie 1959

Pentru prietenii ei din Suedia, obstrucționarea de către Siegbahn a Premiului Nobel al lui Meitner a fost ultima picătură și s-au hotărât să-i obțină o poziție mai bună. În 1947, Meitner s-a mutat la Institutul Regal de Tehnologie (KTH) din Stockholm , unde Gudmund Borelius  [ sv ] a înființat o nouă unitate pentru cercetarea atomică. În Suedia, au existat puține cercetări în materie de fizică nucleară, care au fost puse pe seama lipsei de sprijin a lui Siegbahn pentru munca lui Meitner, iar acum astfel de cunoștințe păreau vitale pentru viitorul Suediei. La KTH, Meitner avea trei camere, doi asistenți și acces la tehnicieni, amabilul Sigvard Eklund ocupând camera alăturată. Intenția a fost ca Meitner să aibă salariul și titlul de „profesor de cercetare” – unul fără atribuții de predare.

Profesorul a căzut când ministrul Educației , Tage Erlander , a devenit pe neașteptate prim-ministru al Suediei , dar Borelius și Klein s-au asigurat că are salariul unui profesor, dacă nu titlul. În 1949, ea a devenit cetăţean suedez, dar fără să-şi renunţe cetăţenia austriacă datorită unui act special adoptat de Riksdag . Planurile au fost aprobate pentru R1 , primul reactor nuclear al Suediei în 1947, cu Eklund ca director de proiect, iar Meitner a lucrat cu el la proiectarea și construcția acestuia. În ultimele sale lucrări științifice din 1950 și 1951, ea a aplicat numere magice fisiunii nucleare. S-a pensionat în 1960 și s-a mutat în Marea Britanie, unde se aflau majoritatea rudelor ei, deși a continuat să lucreze cu jumătate de normă și să țină prelegeri.

În anii 1950 și 1960, lui Meitner îi plăcea să viziteze Germania și să stea cu Hahn și familia lui câteva zile în diferite ocazii. Hahn a scris în memoriile sale că el și Meitner au rămas prieteni apropiați de-a lungul vieții. Chiar dacă prietenia lor a fost plină de încercări, probabil mai mult experimentate de Meitner, ea „nu și-a exprimat niciodată altceva decât o afecțiune profundă pentru Hahn”. În ocazii precum cele de 70, 75, 80 și 85 de ani de naștere, aceștia și-au adresat amintiri unul în cinstea celuilalt. Hahn a subliniat productivitatea intelectuală a lui Meitner și lucrări precum cercetarea ei asupra modelului carcasei nucleare, trecând mereu peste motivele mutării ei în Suedia cât mai repede posibil. Meitner a subliniat calitățile personale ale lui Hahn, farmecul și capacitatea muzicală.

Mormântul lui Meitner din Bramley, Hampshire

O călătorie obositoare în Statele Unite în 1964 a dus la Meitner să aibă un atac de cord , din care a petrecut câteva luni recuperându-se. Starea ei fizică și psihică a fost slăbită de ateroscleroză . După ce și-a rupt șoldul într-o cădere și a suferit mai multe accidente vasculare cerebrale în 1967, Meitner și-a făcut o recuperare parțială, dar în cele din urmă a fost slăbită până la punctul în care s-a mutat într-un azil de bătrâni din Cambridge. Meitner a murit în somn la 27 octombrie 1968, la vârsta de 89 de ani. Meitner nu a fost informat despre moartea lui Otto Hahn la 28 iulie 1968 sau a soției sale Edith la 14 august, deoarece familia ei credea că ar fi prea mult pentru cineva atât de fragil. . După cum a fost dorința ei, a fost înmormântată în satul Bramley din Hampshire , la biserica parohială St James , aproape de fratele ei mai mic Walter, care murise în 1964. Nepotul ei Frisch a compus inscripția de pe piatra ei de mormânt. Scrie:

Lise Meitner: o fiziciană care nu și-a pierdut niciodată umanitatea.

Premii și onoruri

Statuia lui Meitner de Anna Franziska Schwarzbach  [ de ] la Universitatea Humboldt din Berlin

Meitner a fost lăudat de Albert Einstein drept „germanul Marie Curie ”. În vizita sa în SUA în 1946, a primit onoarea „Femeia Anului” de la Clubul Național de Presă și a luat cina cu președintele Statelor Unite , Harry S. Truman , la Clubul Național de Presă pentru Femei . A primit Medalia Leibniz de la Academia Prusac de Științe în 1924, Premiul Lieben de la Academia Austriacă de Științe în 1925, Premiul Ellen Richards în 1928, Premiul pentru știință al orașului Viena în 1947, Medalia Max Planck a Germaniei de fizică. Societatea împreună cu Hahn în 1949, premiul inaugural Otto Hahn al Societății Germane de Chimie în 1954, Medalia Wilhelm Exner în 1960 și, în 1967, Decorația Austriacă pentru Știință și Artă . Președintele Germaniei , Theodor Heuss , i-a acordat cel mai înalt ordin german pentru oameni de știință, clasa de pace a lui Pour le Mérite în 1957, în același an cu Hahn. Meitner a devenit membru străin al Academiei Regale de Științe Suedeze în 1945 și membru cu drepturi depline în 1951, permițându-i să participe la procesul de acordare a Premiului Nobel. Patru ani mai târziu, a fost aleasă membru străin al Societății Regale . De asemenea, a fost aleasă membru de onoare străin al Academiei Americane de Arte și Științe în 1960. A primit doctorate onorifice de la Colegiul Adelphi , Universitatea din Rochester , Universitatea Rutgers și Colegiul Smith din Statele Unite, Universitatea Liberă din Berlin din Germania, și Universitatea din Stockholm din Suedia.

În septembrie 1966, Comisia pentru Energie Atomică a Statelor Unite a acordat în comun premiul Enrico Fermi lui Hahn, Strassmann și Meitner pentru descoperirea fisiunii. Ceremonia a avut loc la palatul Hofburg din Viena. A fost prima dată când acest premiu a fost acordat unor non-americani și prima dată când a fost oferit unei femei. Diploma lui Meitner purta cuvintele: „Pentru cercetarea de pionierat în radioactivitățile naturale și studiile experimentale extinse care au condus la descoperirea fisiunii”. Diploma lui Hahn a fost ușor diferită: „Pentru cercetarea de pionierat în radioactivitățile naturale și studii experimentale extinse care au culminat cu descoperirea fisiunii”. Hahn și Strassmann au fost prezenți, dar Meitner era prea bolnavă pentru a participa, așa că Frisch a acceptat premiul în numele ei. Glenn Seaborg , descoperitorul plutoniului, i l-a prezentat în casa lui Max Perutz din Cambridge pe 23 octombrie 1966.

Bustul lui Meitner de Thomas Baumann de la Universitatea din Viena

După moartea ei în 1968, Meitner a primit multe onoruri. În 1997, elementul 109 a fost numit meitnerium . Ea este prima și până acum singura femeie non-mitologică astfel onorata exclusiv (din moment ce curium a fost numit atât după Marie , cât și după Pierre Curie ). Alte onoruri de denumire sunt Institutul Hahn-Meitner din Berlin, craterele de pe Lună și Venus și asteroidul din centura principală 6999 Meitner . În 2000, Societatea Europeană de Fizică a înființat „Premiul Lise Meitner” bianual pentru cercetarea excelentă în știința nucleară. În 2006, „Gothenburg Lise Meitner Award” a fost înființat de Universitatea din Gothenburg și Universitatea de Tehnologie Chalmers din Suedia; este acordat anual unui om de știință care a făcut o descoperire în fizică. În octombrie 2010, clădirea de la Universitatea Liberă din Berlin , care a găzduit cândva KWI pentru Chimie și care era cunoscută drept Clădirea Otto Hahn din 1956, a fost redenumită Clădirea Hahn-Meitner, iar în iulie 2014 a fost dezvelită o statuie a lui Meitner. în grădina Universității Humboldt din Berlin lângă statui similare ale lui Hermann von Helmholtz și Max Planck .

Școlile și străzile au primit numele ei în multe orașe din Austria și Germania, iar o scurtă stradă rezidențială din Bramley, locul ei de odihnă, se numește Meitner Close. Din 2008, Societatea Austriacă de Fizică împreună cu Societatea Germană de Fizică organizează Lise-Meitner-Lectures , o serie de discuții publice anuale susținute de femei fiziciene distinse, iar din 2015 Centrul Universitar AlbaNova din Stockholm are o prelegere anuală Lise Meitner Distinguished . În 2016, Institutul de Fizică din Marea Britanie a stabilit Medalia Meitner pentru implicarea publicului în fizică. În 2017, Advanced Research Projects Agency-Energy din Statele Unite ale Americii a numit un program major de cercetare în domeniul energiei nucleare după ea. Pe 6 noiembrie 2020, un satelit numit după ea ( ÑuSat 16 sau „Lise”, COSPAR 2020-079H) a fost lansat în spațiu.

Note

Referințe

Lectură în continuare

linkuri externe