فيزيك هسته اي؛ از ماري كوري تا ليزه مايتنر

به قسمت دهم مجموعه مقالات گذري بر فيزيك كوانتوم خوش آمديد. در نه قسمت گذشته، مباحث و اتفاقات بسياري در جهان فيزيك را نقد و بررسي كرده ايم. در اين قسمت به سراغ فيزيك هسته اي مي رويم. فيزيك هسته اي نيز به مانند مباحث كوانتومي پس از به دنيا آمدن فيزيك مدرن شكل گرفت، اما جنس و ماهيت آن با مباحث كوانتومي كمي تفاوت دارد. در فيزيك كلاسيك هيچگاه نامي از فيزيك هسته اي نيامده است و اساسا پديده اي به نام پرتوزايي و ناپايداري معنايي نداشت و تمامي اين مفاهيم جديد، پس از شكل گيري فيزيك هسته اي معنا و مفهوم پيدا كرد.در اين قسمت كمي به تاريخ پيدايش اين شاخه از فيزيك مي پردازيم و به صورت متمركز بر زندگي سه تن از افرادي كه بيشترين تأثير را در رشد و شكوفايي اين علم داشتند، مي پردازيم. در ابتدا به اولين گمان هايي كه در نهايت به پديده پرتوزايي منجر شد، مي پردازيم و سپس به سراغ ماري كوري، رادرفورد و در آخر ليزه مايتنر مي رويم. اين 3 شخص تأثير بسيار زيادي بر جريان فيزيك هسته اي داشته اند. مجموعه مقالات گذري بر فيزيك كوانتوممكانيك كلاسيك و هر آنچه بايد راجع به آن بدانيدفيزيك كلاسيك؛ تاريخ جهان فيزيك پيش از كوانتومبررسي نارسايي هاي فيزيك كلاسيك و آغازي بر فيزيك كوانتومبه دنياي نسبيت خوش آمديد! از مدل هاي اتمي تا پيدايش اسپينپيدايش مكانيك ماتريسي و مناظره بزرگان شرودينگر و مكانيك موجياز تشكيل جهان تا پيدايش جهان هاي موازي سفر در زمان و ورود به ابعاد بالاتر ليزه مايتنر، يكي از اولين فيزيكدانان زنان تاريخ بوده است و در طول عمر خويش همواره سختي هاي زيادي را متحمل شده است، اما هيچگاه دست از تلاش نكشيد، با اين حال نقش شگرف او در جريان هسته اي اكثرا ناديده گرفته مي شد. به همين دليل، تصميم گرفتيم تا براي اين مقاله از عكس ايشان استفاده كنيم، تا مخاطب فارسي زبان علم دوست، با او بيشتر آشنا شود.اين مقاله نزديك به 13 هزار كلمه مطلب دارد و براي آن كه راحت تر مطالعه شود به 3 قسمت تقسيم شده است. بديهي است كه اين جنس مقالات با اخبار روزانه تفات ساختاري فاحشي دارند و هدف آن ها افزايش دانش، بينش و سواد حقيقي شما است. بنابراين اگر تمايل به خواندن آن داريد، حتما آن را ذخيره كنيد و در طول مدت زمان حداقل 3 روز مطالعه كنيد. به مانند قسمت هاي قبلي، تمامي سعي نگارنده بر اين بوده است، كه مطالب به زباني ساده و گيرا بيان شود و با بررسي، جمع آوري و مطالعه ي چندين كتاب سعي شده است، تا بر اين اصل مهم خود وفادار بمانيم.فهرستقسمت اول: ماري كوري؛ مايه ي فخر جامعه ي زنانقسمت دوم: ارنست رادرفورد؛ مردي از تبار زلاندنوقسمت سوم: ليزه مايتنر؛ بانوي آهنين كمي تاريخاگر بخواهيم به زبان ساده بگوييم، هر اتم شامل يك بخش مركزي با بار مثبت به نام هسته است. هسته را ساختارهاي پوسته مانندي از الكترون ها كه بار منفي دارند، احاطه كرده اند. اندازه ي هسته نسبت به ساير اتم بسيار كوچك است (توپ فوتبالي در يك استاديوم 100 هزارنفري!) اما از سمت ديگر، همين هسته ي كوچك، بسيار سنگين است، به طوري كه تقريبا مي توان گفت، تمامي جرم اتم را در بر دارد!دو كاشف بزرگ در پژوهش راديواكتيويته، ماري كوري و ارنست رادرفورد بودند، كوري در پاريس و رادرفورد نخست در مونترآل، سپس در منچستر و سرانجام در كمبريج بود. ماري كوري و همسر او پير كوري ابتدا به جداسازي عنصر راديواكتيو راديم اقدام كردند. رادرفورد نيز سه پرتو گسيل يافته از عناصر راديواكتيو را مشخص كرد و آن ها را، آلفا، بتا و گاما ناميد. رادرفورد و همكارش فردريك سادي، نشان دادند كيمياگري، كه نام مناسب تر براي آن تبديل هسته اي است، ديگر يك افسانه نيست و تحقق يافته است؛ چرا كه يك عنصر راديواكتيو به عنصر ديگر تبديل مي شود!رادرفورد و فردريك سادي، نشان دادند كيمياگري، ديگر يك افسانه نيست و تحقق يافته است! رادرفورد، هانس گايگر و ارنست مارسدن با استفاده از ذرات آلفا (كه درواقع يون هاي هليم با دو بار مثبت اند، نه يك پرتو) و بمباران كردن ورقه هاي نازك فلزي با آن ذرات، دليل محكمي براي وجود هسته در يك سري آزمايش ها به دست آوردند، كه در سال 1913 كامل شد.ماري كوري / Marie Curieاحتمالا كما بيش با مدل اتمي رادرفورد آشنايي داشته باشيد، چرا كه در كتاب هاي دوره راهنمايي و دبيرستان خود با آن برخورد كرده ايد. مدل رادرفورد هسته را فوق العاده كوچك، اما با اندازه اي محدود و متناهي توصيف مي كند. اين موضوع پرسش ديگري را مطرح كرد؛ اجزاي سازنده هسته چه هستند؟ - يكي از اجزاي اوليه آشكارا پروتون بود. چرا كه در كوچك ترين هسته ، يعني هسته ي هيدروژن(كه از تنها يك پروتون تشكيل شده و نوترون ندارد) شناسايي شده بود. - ديگري نوترون بود، كه در سال 1932 به وسيله ي جيمز چادويك كه معاون رادرفورد در آزمايشگاه كاونديش در كمبريج بود، كشف شد. نوترون جرم هسته را در حدود پروتون افزايش مي دهد، اما بار الكتريكي ندارد!ابزار آزمايشي مطلوب رادرفورد، ذره ي آلفا بود. او با اين ذره به مفهوم هسته و نخستين نمونه ي شيمي هسته اي دست يافت. او دريافت كه با بمباران گاز نيتروژن به وسيله ي ذرات پر انرژي آلفا، نيتروژن را به اكسيژن تبديل مي كند. چادويك با بمباران برليم با ذرات آلفا، نوترون توليد كرد. در پاريس نيز ايرن ژوليو كوري (دختر ماري كوري) و همسرش فردريك عنصر بور و آلومينيم را با ذرات آلفا بمباران كردند، تا عناصر راديواكتيو مصنوعي را كه در طبيعت يافت نمي شود، به دست آورند.انريكو فرمي نيز با آزمايش هاي متعدد بمباران موفق به يافتن نوترون هاي كند يا در حقيقت نوترون هاي كم انرژي شد. بسياري از عناصر پس از اكسيژن در جدول تناوبي، نوترون هاي كند را جذب مي كنند و در اين فرايند راديواكتيو مي شوند. گيراندازي نوترون، تأثير ويرانگري بر يكي از سنگين ترين عناصر فراوان زمين يا همان اورانيم دارد و سبب مي شود هسته اش از هم پاشيده يا به دو پاره تقريبا با جرم برابر شكافته شود.نوترون جرمي به اندازه ي پروتون دارد، اما بار الكتريكي ندارد فرمي و همكارانش نخستين بمباران اورانيم با نوترون را در سال 1935 انجام دادند، اما در تفسير نتايج آن دچار اشتباه شدند. تا آن كه در سال 1938 ليزه مايتنر و اُتو فريش مفهوم شكافت هسته اي را مطرح كردند.فيزيك هسته اي در يك رويداد شكافت، يك نوترون مصرف شده و دو يا سه نوترون توليد مي شود. اگر توجه دقيقي به نوترون هاي از دست رفته و نوترون هاي به دست آمده داشته باشيم، نوترون هاي توليد شده در رويدادهاي شكافت مي توانند، سبب شكافت هاي بيشتري شوند، در نتيجه يك واكنش هسته ي زنجيري تداوم مي يابد. هر شكافت مقدار انرژي زيادي آزاد مي كند. يك واكنش هسته اي زنجيره اي اگر كنترل شود، منبع انرژي مفيدي خواهد بود و اگر كنترل نشود، ممكن است به عنوان يك بمب به كار گرفته شود، كه قادر است شهرهايي را با خاك يكسان كند!در يك آزمايش پيچيده ي بي سابقه، فرمي در سال 1942 نشان داد، كه چگونه واكنش زنجيره اي اورانيم كنترل مي شود. طي سه سال بعد، گروه برجسته و ممتازي از فيزيكدانان، مهندسان، شيميدانان و رياضيدانان با كار در لوس آلاموس و نيومكزيكو بمبي را طراحي كردند و ساختند، كه وقتي آن را آزمايش كردند، خودشان به وحشت افتادند!يك واكنش هسته اي زنجيره اي در عين حال كه مي تواند منبع انرژي مفيدي باشد، مي تواندبمبي باشد، كه قادر است شهرهايي را با خاك يكسان كند! حال بد نيست كمي در زمان سفر كنيم و با تاريخچه ي فيزيك هسته اي و افرادي كه تأثير بسزايي در پيشرفت آن داشتند، آشنا شويم.ماري كوري؛ مايه ي فخر جامعه ي زنانماري كوريميان نام ماري كوري و فيزيك هسته اي پيوندي ناگسستني برقرار است و تأثير شگرف او بر پيشرفت اين علم انكار ناشدني است. در يك كلام زندگي او قهرمانانه بود!ماري كوري هر كاري را كه به عهده مي گرفت، موانع هرچه كه بود، نمي توانست مانع پيشروي او شود. وقتي بيست و يك ساله بود، در نامه اي به يكي از دوستانش نوشت:اصل اول: هرگز نگذار كساني با رويدادهايي تو را مغلوب كنند!در آن زمان، او زندگي خود را به عنوان معلم سرخانه در شهركي در لهستان مي گذراند و روياي آموزش دانشگاهي در پاريس را در سر مي پروراند. سرانجام زندگي دانشجويي در سوربون براي او واقعيت يافت و با وجود تحصيلات نامنظم در مقطع متوسطه در ورشو، او بر تمامي مشكلات پيروز گشت. ابتدا در امتحان علوم، در ميان 1825 شاگرد، كه 23 نفر از آن ها زن بودند، نفر اول و در امتحان رياضيات نفر دوم شد!ماري كوري نخستين زني است، كه موفق به كسب جايزه نوبل مي شود او براي پايان نامه دكتري خود موضوعي بسيار دشوار و نوين را برگزيد. پايان نامه ي دكتراي او متمركز بر بررسي پديده هاي تازه كشف شده راديواكتيويته بود. او براي اين كار جايزه ي نوبل دريافت كرد و تبديل به نخستين زني شد، كه موفق به دريافت اين جايزه گشته است. چندي بعد نيز جايزه ي نوبل دوم را دريافت كرد؛ او نخستين دانشمندي بود، كه به چنين افتخاري دست يافت. او نخستين زني بود، كه در دانشگاه سوربون تدريس مي كرد، اما با اختلاف دو رأي نتوانست، اولين زن عضو فرهنگستان علوم شود!زن نابغهماري ابتدا مي خواست پس از گرفتن درجه كارشناسي ارشد، به ورشو بازگردد، تا با پدرش زندگي كند و مانند پدر و مادرش به شغل معلمي بپردازد، اما در سال 1894، هنگامي كه پير كوري وارد زندگي او شد، تمامي اين نقشه ها براي هميشه به هم خورد!وقتي آن دو با هم آشنا شدند، پير كوري سي و پنج ساله بود و موفقيت هاي فراوانش در فيزيك نظري و تجربي، او را به شهرتي در دنياي علم رسانده بود. او و بردارش ژاك در كشف اثر پيزو الكتريك همكاري داشتند. اثري كه؛ با اعمال نيرو به دو وجه مقابل بعضي از بلورها به ويژه كوارتز، ظرفيت الكتريكي توليد مي كند، يا به عكس با به كار گرفتن يك ظرفيت به بلور، يك نيرو به وجود مي آورد.او به تنهايي با تمركز بر آثار تغييرات دما بر مواد مغناطيسي، بررسي تجربي مغناطيس را تكميل كرده بود. او طراح و سازنده ي ماهر وسايل حساس الكتريكي بود، همين توانايي او بعدها در همكاري با ماري در زمينه ي راديواكتيويته اهميت فوق العاده اي داشت. ماري و پير در ژوئن سال 1895 در سالن شوراي شهرك سوا در حومه ي پاريس، جايي كه والدين پير مي زيستند، ازدواج كردند و اين شروعي براي فتح يكي پس از ديگري سنگرهاي علمي بود.ماري كوري / Marie Curieپرتوهاي بكرلاكتشافات علمي گاهي به قدري متضاد و شگفت انگيزند، كه تنها مي توان آن ها را بر حسب تصادف آشكار كرد. داستان در سال 1895 با گزارشي از يك فيزيكدان تجربي آلماني با استعداد اما بي سروصدا به نام ويلهلم رونتگن آغاز مي شود. او نوع جديدي از تابش ها را كشف كرده بود و آن ها را پرتوهاي x ناميد. پرتوهاي جديد رونتگن شيبه نور بودند؛ آن ها در خط مستقيم حركت مي كردند، سايه ايجاد مي كردند و به آساني صفحه ي عكاسي را نوراني مي كردند. اين پرتوها توانايي حيرت انگيزي داشتند و آن اين بود؛ كه تقريبا بر هرچه مي تابيدند، مي توانستند در آن نفوذ كنند!دست ها، پاها، ساق ها و بازوها از جمله مواردي بودند، كه نفوذ پرتو ايكس در آن ها و ايجاد سايه هايي از آن ها، كه استخوان بندي بدن انسان را نمايان مي كرد، شور و هيجان عمومي را برانگيخت. پيش از آن هرگز يك پيشرفت علمي با چنين سرعتي گسترش نيافته بود!پيش از كشف پرتو ايكس، هرگز يك پيشرفت علمي با چنين سرعتي گسترش نيافته بود پرتوهاي x رونتگن در يك لوله ي شيشه اي تخليه شده، با ايجاد يك تخليه الكتريكي متمركز، باريكه اي از پرتوهاي كاتودي توليد مي كرد. پرتوهاي x در جايي به وجود مي آمد، كه باريكه ي پرتو كاتدي به جدار شيشه اي لوله برخورد مي كرد. در همان نقطه ي برخورد با شيشه نيز يك درخشندگي قوي، يا فلوئورساني ايجاد مي شد. بنابراين اين ايده به ذهن بكرل و ديگران رسيد، كه فلوئورساني و پرتوهاي x بايد با سازوكار يكساني توليد شوند. در سال 1896 اين حدس بكرل را به جستجوي پرتوهاي x به همراه با منابع شناخته شده ي ديگر فلوئورساني كشانيد. او به تحقيق در رابطه با ماده ي مركبي شامل اورانيم به نام سولفات اورانيل پتاسيم پرداخت، كه پيش تر خاصيت فلوئورساني آن را تحت تأثير نور خورشيد بررسي كرده بود. بنابراين اين نمك اورانيم بايد در معرض نور خورشيد تابشي نافذ گسيل مي كرد، اما در طي يه حادثه ي اتفاقي بكرل دريافت كه نمك اورانيوم منبع ثابتي از پرتوهاي نافذ است، حتي بدون آن كه در معرض نور خورشيد باشد.فلوئورسانسپرتوهاي بكرل منبع انرژي آشكاري نداشتند؛ و اين اتفاق نقض آشكار قانون اول ترموديناميك بود. اين خبر نگران كننده اي بود، اما در آن زمان چنان توجهي به آن نشد، چرا كه اكثريت جامعه ي علمي مشغول به كندوكاو در دنياي هيجان انگيز و ناشناخته ي پرتوهاي ايكس بودند. عنصري به نام يك كشوربكرل گزارش كرده بود؛ كه پرتوهاي اورانيم مي توانند اجسام الكتريسيته دار شده را تخليه كنند. يعني اگر يك نمك اورانيم ميان صفحات يك خازن باردار شده جاي داده مي شد، يك جريان ضعيف الكتريكي توليد مي شد، كه به آهستگي خازن را تخليه مي كرد. يكي از اختراعات برادران كوري، الكتريسيته سنج حساسي بود، كه براي اندازه گيري چنين جريان هايي بسيار مطلوب بود.ماري كوري كارش را با ارزيابي فهرستي از مواد مركب خالص و كاني ها آغاز كرد. او هر ماده را روي يكي از صفحه هاي خازن كه تا 100 ولت باردار شده بود، مي پاشيد و سپس جريان تخليه را به وسيبه ي الكتريسيته سنج كوري اندازه گيري مي كرد. همان گونه كه انتظار مي رفت، ثابت شد كه تركيبات اورانيم در اين طرح فعال اند و در مورد تركيبات عنصر توريم نيز اين امر صادق است. كليدي ترين مشاهده ي ماري كوري، كه به مهم ترين پژوهش كوري ها نيز منجر شد اين بود كه؛ كاني هاي اورانيم، به ويژه پيچ بِلند، پس از جداسازي فعال تر از اورانيوم خالص بود. اين موضوع وجود مقادير اندكي از يك عنصر ناشناخته با فعاليت بيشتر از اورانيم را نشان مي دهد، شگفت آن كه پژوهش به سرعت در جهتي پيش رفت، كه فيزيكدانان و شيميدانان را اميدوار به كشف يك عنصر جديد كرده بود!ماري در يادداشت هاي زندگينامه خود مي نويسد:در آغاز ما هيچ يك از خواص شيميايي مواد ناشناخته را نمي دانستيم و پژوهش هاي ما فقط براساس همين پرتوها بود.كوري ها با استفاده از فنون تجزيه شيميايي پيچ بِلند، اجزاي شامل عناصر موجود در آن را كه مي شناختند از هم جدا كردند و سپس فعاليت اين اجزاي جدا شده را اندازه گيري كردند. اين رهيافت مبتكرانه به سرعت موفقيت آميز شد؛ چرا كه اجزاي غني از بيسموت بسيار فعال تر، يا به گفته ي كوري ها راديواكتيوتر از نمونه پردازش نشده بودند.كوري ها در مقاله اي در سال 1898 مدعي موفقيت كار خود شدند و ماري با افتخار مهر خود را بر يك عنصر جديد كوبيد:ما باور داريم، ماده ي استخراج شده از پيچ بِلند حاوي فلزي است، كه تاكنون شناخته نشده و خواص شيميايي آن ارتباط نزديكي با بيسموت دارد. اگر وجود اين فلز جديد تأييد شود، پيشنهاد مي كنيم آن را به نام كشور مبدا يكي از ما پولونيم نام گذاري كنيد!در حدود شش ماه بعد، كوري ها با همراهي گوستاو بمون، يكي از همكاران در مدرسه ي فيزيك و شيمي، مدعي كشف عنصر بسيار راديواكتيو ديگري شدند. اين عنصر از لحاظ شيميايي به باريم مربوط مي شد و آن را راديم ناميدند.زوج كوريطرح پژوهشي راديم پُرزحمت و طاقت فرسا بود. اما وقتي موضوع پژوهش راديم منتشر شد، خواه ناخواه توجه جامعه ي علمي جهان به سوي ماري و پير كوري جلب شد. نمونه هاي غني شده از راديم فراتر از همه انتظارات راديواكتيو بودند، نمونه ها براي آن كه توانمندي خود را نشان دهند، در تاريكي مي درخشيدند. ارنست رادرفورد در ژوئن سال 1903، روزي كه ماري به طور موفقيت آميزي از پايان نامه دكتراي خود دفاع مي كرد، به ملاقات وي رفت. او در مهماني شامي كه پل لانژون به افتخار ماري برپا كرده بود، شركت كرد. رادرفورد يادآور مي شود؛پس از يك عصر هيجان انگيز، در حدود ساعت 11 به باغ رفتيم و در آنجا پروفسور ماري كوري در لوله اي را باز كرد، كه بخشي از آن لوله با سولفيد روي (ZnS) پوشيده بود و درون آن مقداري زياد محلولي حاوي راديم بود. درخشش آن در تاريكي تابناك بود و اين پايان يك روز باشكوه و عالي فراموش نشدني بود!پير سخنراني بسيار مقبولي در رابطه با كارشان در انجمن سلطنتي لندن ايراد كرد و اندكي بعد به خاطر مهم ترين كشف سال در شيمي، مدال همفري ديوي به ماري و پير اهدا شد. پذيرفتن مدال بازتاب تغييري در موضع قديمي پير بود، كه پيش تر، هرگونه نشان و مدال را تحقير مي كرد. سپس در سال 1903، كور ي ها به طور مشترك با بكرل جايزه نوبل را دريافت كردند. گزارش كميته نوبل اين به شرح زير بود؛اكنون حوزه ي كاملا جديدي با بيشترين اعتبار، منزلت و علاقه براي پژوهش در جهان فيزيك گشوده شده است. اعتبار اين اكتشاف ها بدون ترديد در نخستين مرحله متعلق به هانري بكرل و آقا و خانم كوري است! كشف بكرل درباره ي راديواكتيويته خود به خود اورانيم، الهام بخش پژوهش جدي مداوم براي يافتن عناصر بيشتر با كيفيت هاي چشمگير شد. عالي ترين پژوهش قاعده مند و تلاش مستمر در اين زمينه به وسيله ي آقا و خانم كوري به عمل آمد.جايزه ي نوبل، مقامي عالي رتبه را براي پير در سوربون به ارمغان آورد و سيلي از شهرت و تبليغات را كه كوري ها براي آن به طور كلي آمادگي نداشتند، را روانه ي اين زوج دانشمند كرد. روزنامه نگارها شيفته ي زوج كوري و سادگي آزمايشگاه فيزيك آنان بودند. توجه آنان به ويژه معطوف به ماري بود، در يكي از زندگينامه هاي منتسب به ماري كوري چنين نوشته شده است؛ماري بسيار متفاوت از يك زن و همسر متعارف يك دانشمند بود و اين بيش از هر چيز ديگر كنجكاوي مطبوعات و عامه ي مردم را جلب مي كرد. اين موضوع كه يك مرد و يك زن بتوانند، رابطه اي عاشقانه و در عين حال كاري داشته باشند، براي بعضي از مردم هيجان آور و براي بعضي ديگر تهديد آميز بود!ساعات مرگبارراديواكتيويته جنبه ي منفي و تاريك خاص خود را نيز دارد. پرتوهاي گسيل يافته از راديم و عناصر راديواكتيو ديگر فوق العاده پر انرژي اند. آن ها مي توانند سلول هاي زنده را تخريب كنند، سبب سوختگي هاي عميق شوند و به اندام هاي دروني ما آسيب برسانند. كوري ها و همكارانشان در پژوهش هاي راديواكتيويته از بعضي از اين آثار زيست شناختي آگاه بودند، اما آسيب را سطحي مي پنداشتند و تهديدهاي فراگير بر سلامتي شان را جدا دست كم مي گرفتند.پرتوهاي گسيل يافته از راديم و عناصر مي توانند سلول هاي زنده را تخريب كنند و به اندام هاي دروني ما آسيب برسانند با مروري بر تاريخ هاي معاينه هاي پزشكي كوري ها، مي توان حدس زد كه آنان از شكل هاي گوناگون آن چه امروزه بيماري هاي تابشي مي ناميم، رنج مي برده اند، طي سال هاي پس از كشف راديم، هم ماري و هم پير به طور فزاينده اي از خستگي مفرط در عذاب بودند. ماري كم خوني و كمبود وزن داشت و پير از حمله ي دردهاي حاد رنج مي برد.فيزيك هسته اي مشكل سلامتي پير ابتدا روماتيسم و سپس نوعي ضعف اعصاب تشخيص داده شد. اين بيماري درد استخواني بود، كه او در ساق ها و پشتش احساس مي كرد. مي توان حدس زد كه پير كوري نخستين قرباني بيماري ناشي از تابش باشد. اما خوب يا بد، پير با چنين تهديدي مواجه نشد و در 19 آوريل سال 1906، درحالي كه مي كوشيد، پياده از يك تقاطع شلوغ در پاريس بگذرد، يك اسب عصبي او را نقش زمين كرد و سرش زير چرخ هاي يك درشكه، خرد شد. او در آن زمان تنها چهل و هفت ساله بود.پس از مرگ پير، ماري مدتي طولاني درگير افسردگي و نوميدي بود، اما پس از مدتي توانست بار ديگر روحيه ي خود را بازگرداند و فعاليت هاي علمي خود را از سر گيرد. پنج سال پس از مرگ پير، ماري با ادامه دادن پژوهش هاي خود در رابطه با مواد راديواكتيويته موفق به كسب دومين جايزه ي نوبل شد. نوبل دوم او در رشته ي شيمي و به پاس زحمات او در زمينه ي پيشرفت اين علم، كه به كشف عناصر راديم و پلونيوم منتهي شده بود، به وي داده شد. ماري كوريسال هاي پايانيهنگامي كه كرسي تدريس ماري، در سوربون ايجاد شد، قرار بود يك آزمايشگاه براي مطالعات راديواكتيويته تأسيس شود، اما تا زمان مرگ او اين وعده تحقق نيافت. در خلال اين سال ها مدالي به او اهدا شد و او در پاسخ گفت؛من از شما درخواست مي كنم كه از وزير تشكر كنيد و به اطلاع ايشان برسانيد، من كمترين نيازي به مدال ندارم، اما بيشترين نياز را براي داشتن يك آزمايشگاه احساس مي كنم!در سال 1915 هنگامي كه آزمايشگاه جديد آماده و ماري وارد آن شد، هنوز دوران جنگ بود. ماري در يادداشت هاي زندگينامه خود، يادآور مي شود؛اين يك تلاش و تجربه اي پيچيده اي بود، كه بار ديگر براي آن، من نه پولي داشتم و نه كمكي! بنابراين فقط ميان سفرهايم بود كه مي توانستم، تجهيزات آزمايشگاهي ام را در ماشين هاي راديولوژيكي خودم، منتقل كنم.ماري همواره به فضاي سبز و گل و گياه، عشق مي ورزيد و اصرار داشت، كه محوطه ميان دو ساختمان مؤسسه پر از درخت و گل باشد. او بدون ترس از گلوله باران آلمان ها خودش گل كاري مي كرد و مي گفت؛احساس مي كنم، كه براي استراحت چشم نگاه كردن به برگ هاي تازه ي بهار و تابستان ضروري باشد. بنابراين سعي مي كنم چيزها، براي كساني كه در اين ساختمان هاي جديد كار مي كنند، خوشايند باشد. ما تا جايي كه توانستيم درخت هاي چنار و ليمو كاشتيم و گل كاري را نيز فراموش نكرديم. من به خوبي به ياد دارم، كه در نخستين روز گلوله باران پاريس به وسيله ي توپخانه ي سنگين آلمان، صبح زود به بازار گل فروشي رفته بوديم و تمام روز را، درحالي كه گلوله ها نزديك ما مي افتاد، سرگرم گل كاري بوديم.مؤسسه ي راديم به سرعت، مركز تحقيق پر رونقي شد. ماري هر كاري را كه سبب پيشرفت آزمايشگاه مي شد، انجام مي داد و حتي تن به انجام كارهايي نظير مسافرت و كسب شهرت كه همواره از آن بيزار بود، مي داد. او با همكاري گسترده با روزنامه نگاران، سفر به آمريكا و تبليغات گسترده توانست مبلغ قابل توجهي را براي آزمايشگاهش به عنوان هديه جمع آوري كند.نوبل دوم كوري در رشته ي شيمي و به علت زحماتي كه به كشف عناصر راديم و پلونيوم منتهي شده بود، به او داده شد طي سال هاي 1920 و 1930 مؤسسه راديم رونق گرفت، اما سلامت ماري به آهستگي رو به افول مي رفت. سرانجام، تشخيص پزشكي كم خوني مهلك در شكل حاد آن بود و او در ژوئيه سال 1934 درگذشت. تابوت او روي تابوت پير در گورستان كوچك سو قرار گرفت. ژان پرن درباره ي اين زن توانمند چنين مي گويد؛مادام كوري نه تنها يك فيزيكدان مشهور، كه بزرگ ترين مدير آزمايشگاهي است، كه من تاكنون ديده ام.پايان قسمت اولپيشنهاد مي كنيم پس از گذشت 24 ساعت از مطالعه ي اين بخش، بخش دوم اين مقاله را مطالعه كنيد.ارنست رادرفورد؛ مردي از تبار زلاندنورادرفورددر قسمت هاي قبلي و به خصوص در بخش مدل هاي اتمي اندكي با ارنست رادرفورد و مدل اتمي انحصاري او آشنا شديم. اما در اين قسمت به شكل جامع و كامل تري با او و پژوهش هاي علمي اش كه تأثير شگرفي بر پيشرفت دانش فيزيك هسته اي داشت، آشنا مي شويم.انرژي و بلندپروازي رادرفورد به حدي زياد بود، كه مي توان او را به مانند كوهي آتشفشاني توصيف كرد. او طي 9 سال حضور در مك گيل كه نخستين مقام دانشگاهي اش بود، توانست در حدود هفتاد مقاله منتشر كند، عضو انجمن سلطنتي شود، يك مكتب پژوهشي مهم را ايجاد و تكميل كند، كه درنهايت براي او يك جايزه ي نوبل را به ارمغان آورد. او تمامي اين كارهاي عظيم درحالي انجام داد، كه تجربه اندكي داشت، چرا كه هنگامي كه به كانادا مي رفت، تنها 27 سال داشت.رادرفورد از نعمت شهود علمي غيرعادي برخوردار بود. از نظر چارلز اليس كه در دوره نهايي كار رادرفورد در آزمايشگاه كاونديش در كمبريج شاگرد او بود، مرد نيوزلندي احساسي چنان حساس و دقيق درباره ي هنرمندي طبيعت داشت، كه تقريبا آنچه را كه انتظار مي رفت، مي دانست. در سال 1920، او وجود نوترون را پيش بيني كرد، يعني حدود دوازده سال پيش از آنكه جيمز چادويك، نفر دوم در آزمايشگاه كاونديش نوترون ها را به طور تجربي مشاهده كند. او مي توانست به سرعت كُنه يك مسئله ي تجربي را ببيند. طرح هاي تجربي رادرفورد، به طور معمول با كمترين تجهيزات انجام مي شد و همين امر او را در ميان فيزيكدانان به شهرت رسانده بود.ورود به جهان علمارنست شاگردي ممتاز در يك مدرسه ي متوسطه خوب بود و از همان ابتدا استعداد فوق العاده اش را در انجام علوم تجربي در كالج نشان داد. در آنجا او به مطالعه ي اثر امواج الكترومغناطيسي بر عقربه هاي فولادي مغناطيده كه هاينريش هرتز اخير آن را مشاهده كرده بود، پرداخت. اين كار به سرعت او را به توسعه ي يك دستگاه حساس براي آشكارساز امواج هرتزي در فاصله هاي دور هدايت كرد. اختراع آشكارساز، رادرفورد را در سن بيست و چهار سالگي، پيش گام حوزه ي پژوهشي كرد، كه بعدها زمينه ي ساخت تلگراف را فراهم آورد. طرح هاي تجربي رادرفورد، به طور معمول با كمترين تجهيزات انجام مي شد و همين امر او را در ميان فيزيكدانان به شهرت رسانده بود رادرفورد تصميم گرفته بود، تا دانشجوي پژوهشي در آزمايشگاه كاونديش شود، نخستين مدير كاونديش جيمز كلارك ماكسول بود. در طول پنج سال تصدي ماكسول به عنوان استاد كاونديش، او براي دانشجويان كارشناسي ارشد، آزمايشگاهي شكوفا و پررونق درجه يكي را در انگلستان سازماندهي كرد. جانشين او لرد ريلي بود، كه تا حدي به هزينه خودش، آزمايشگاه را گسترش داد و همواره تأكيدي خاص بر اندازه گيري هاي ظريف و دقيق الكتريكي داشت. سومين استاد كاونديش ج.ج تامسون بود. تامسون بيش از ده سال موجودات فيزيكي گريز پايي، به نام يون ها را دنبال مي كرد. اين نام گذاري به وسيله مايكل فارادي به اين علت بود، كه موجودات مذكور در ميدان هاي الكتريكي به طور دسته جمعي حركت مي كردند. يون ها وقتي در يك گاز به وجود مي آيند، كه ولتاژي زياد ميان دو صفحه ي فلزي با گازي در ميان آن ها، اعمال شود و به اين فرايند يونش گفته مي شود.ارنست رادرفورد / Ernest Rutherfordتامسون در آزمايش هاي بعدي به دلايلي مطرح كرده بود؛ كه ولتاژ اعمال شده موجب باردار شدن مولكول هاي گاز مي شود، به طوري كه بعضي حامل بارهاي منفي و ديگران حامل بار مثبت مي شوند. بنابراين مي توان گفت كه يون ها مولكول هايي باردار هستند. آزمايش هاي اوليه تامسون با يونش گازي نااميد كننده بود، چرا كه يا يونش به يك جرقه يا تابش پيچيده غيرقابل كنترل منجر شده بود، يا اثر الكتريكي يونش به قدري ناچيز بود، كه امكان اندازه گيري آن وجود نداشت. سپس در سال 1895، هنگامي كه رادرفورد به كمبريج رفت، رونتگن نتيجه كارش درباره پرتوهاي ايكس را منتشر كرد.تامسون، علاوه بر خواص هيجان انگيزتر پرتوهاي x، به قابليتي از آن ها توجه داشت؛ كه با به كار گرفتن ولتاژهايي بسيار كمتر از آن چه براي توليد جرقه لازم بود، گازها اندكي رساناي جريان هاي الكتريكي مي شدند. تامسون آزمايش هاي رونتگن را تكرار كرد و دريافت كه جريان هاي كمي كه با پرتوهاي ايكس به وجود مي آورد، بسيار شبيه جريان هاي يونش به نظر مي رسند، شايد اين روشي براي ايجاد و بررسي يون ها تحت شرايط كنترل شده اي بود، كه مدت ها در جست و جوي آن بودند.آزمايش هاي رادرفورد با جزئيات فراوان، فرض يونش تامسون را تأييد كرد، كه نشان مي داد چگونه يون ها توليد مي شوند، با چه سرعتي حركت مي كنند و چگونه مي توانند يكديگر را نابود كنند، يون ها به قدري براي رادرفورد آشكار بودند، كه او به دوست صميمي اش گفته بود، «تقريبا مي تواند اين پدرسوخته هاي كوچك سرحال را ببيند»ارنست رادرفورد / Ernest Rutherfordهنگامي كه رادرفورد كار پرتو x مورد نظرش را تكميل كرد، برايش دشوار نبود تا طرحي براي آزمايش هاي بعدي بريزد. اگر آثار الكتريكي پرتوهاي x آن قدر جالب بود، بدون شك آثار مشابه حاصل از تابش اورانيم و عناصر راديواكتيو ديگري كه بكرل و كوري ها به تازگي مطرح كرده بودند، موضوع ارزشمندي براي كار تحقيقي او بود. او بدون ترديد خط مشي پژوهشي را آغاز كرد، كه او را به بنيادي ترين اكتشافاتش رهنمون مي ساخت. درحالي كه ماري كوري روش هايي را براي جداسازي اورانيم كشف مي كرد، رادرفورد فنوني فيزيكي را براي مشخص كردن تابش پرتوزاي همراه آن ابداع مي كرد. نخستين كشف مهم او اين بود؛ كه تابش اورانيم دست كم دو جزء دارد؛يك جزء با ورقه هايي از آلومينيم كه در مسير آن قرار مي گرفت، متوقف مي شد و جزء ديگر قدرت نفوذ بسيار بيشتري داشت. از لحاظ سهولت آن جزئي را كه نفوذ نمي كرد؛ پرتوهاي آلفا و جزئي را كه نفوذ مي كرد؛ پرتوهاي بتا ناميد. معلوم شد كه اين يك مشخصه ي تقريبا كلي گسيل هاي پرتوزاست. بعدها او يك جزء ديگر، به نام پرتوهاي گاما را كشف كرد.رادرفورد هنگام تكميل اين كار، به آينده اي مي انديشيد، كه در كمبريج براي او اميدبخش به نظر نمي رسيد. اما چشم اندازهاي ديگري وجود داشت و براي نمايش استعدادش به ديگر اساتيد، توصيه نامه اي پرشور و شوقي از تامسون داشت به اين مضمون كه؛من هرگز براي پژوهش بديع، دانشجويي مشتاق تر و تواناتر از آقاي رادرفورد نداشته ام.هيجان انگيزترين كار براي او استادي در دانشگاه مك گيل در مونترال بود. رادرفورد با وجود جواني و فقدان تجربه ي آموزشي به كادر آموزشي مك گيل پيوست. رادرفورد بيش از هرچيزي به يك آزمايشگاه مجهز نياز داشت و خيلي زود به آرزوي خود رسيد و مسئول يكي از بهترين آزمايشگاه هاي جهان شد، كه بودجه ي آن را يك تاجر ميليونر توتون تأمين كرده بود.حال كمي با پرتوهاي آلفا، بتا و گاما آشنا مي شويم؛ذرات آلفاذرات آلفا ساختاري شبيه به هسته ي هليم دارند، چرا كه از پيوند دو پروتون و دو نوترون تشكيل شده است. ساختمان اين ذره ي پرانرژي معمولا از هسته هاي سنگين ناپايدار خارج مي شود. جرم آن كمي بيش از چهار واحد جرم اتمي و حامل دو بار الكتريكي مثبت است. هسته ي ناپايداري كه از خود پرتوي آلفا ساطع مي كند، تبديل به هسته دختري مي شود، كه عدد اتمي آن 2 و عدد جرمي آن 4 عدد كمتر از اعداد اتمي و جرمي هسته مادر است.پرتوي آلفا ضمن عبور از درون اتم ها آن ها را يونيزه يا تحريك مي كند و در اين عمل هر بار مقداري از انرژي خودش را از دست مي دهد. به دليل سنگين و پر انرژي بودن، ذره آلفا مجبور است، كه در حين طي كردن مسير كوتاهش تمامي انرژي خود را از دست بدهد. اين سخن بدين معني است كه؛ شدت يون سازي آن خيلي زياد است. براي بيان كميت شدت يون سازي، يون سازي ويژه تعريف شده است، كه در حقيقت آن تعداد از يون هايي است، كه در هر سانتي متر از طول مسير پرتو به وجود مي آيد.به دليل سنگين و پر انرژي بودن، ذره آلفا مجبور است، كه در حين طي كردن مسير كوتاهش تمامي انرژي خود را از دست بدهد مقدار يون سازي ويژه هر پرتو، تابع درجه حرارت محيط و انرژي و سرعت پرتوها است. چون در طول مسير به مرور از سرعت و انرژي پرتو كاسته مي شود، بنابراين ميزان يون سازي ويژه آن در ابتدا و در انتهاي مسير تفاوت زيادي دارد. در حقيقت علت رخ دادن اين امر احتمال برخورد كمتر در سرعت هاي زياد و احتمال بيشتر در سرعت هاي كمتر است.قدرت نفوذ پرتوهاي آلفا بسيار كم است. به طوري كه طول پرتابه ي (بُرد) پرانرژي ترين آن ها در هوا از چندين سانتي متر تجاوز نمي كند. به طور مثال؛ مقدار آن در آب تنها حدود چند ميكرون است. اگر منبع راديواكتيو پخش كننده پرتوهاي آلفا در نقطه اي قرار داده شود و در مقابل آن آشكار ساز مناسبي كه به دستگاه شمارنده اي وصل است، قرار داده شود، ملاحظه مي شود كه تا مدتي با افزايش فاصله ميان منبع تشعشع و آشكارساز، تعداد پرتوهايي كه در فاصله زماني مشخص به بعد، از اين تعداد به سرعت كاسته مي شود و درنهايت به صفر مي رسد.قابليت نفوذي اشعه ي آلفا بسيار كم است و يك ورقه ي آلومينيوم به قطر چند صدم ميلي متر يا تنها چند ورقه ي نازك كاغذ براي اينكه آن ها را به طور كامل متوقف كند، كافي است، زيرا انرژي تمام ذرات آلفاي يك عنصر معين ثابت است و اين انرژي پس از طي شدن مسافت ثابتي در هوا در اثر برخورد با مولكو ل هاي هوا تلف مي شود. به طور مثال؛ در فشارعادي طول پرتابه ي اشعه ي آلفاي پولونيوم در هوا 3.5 سانتي متر است و طول پرتابه ي هوايي اشعه ي آلفاي ساير عناصر راديو اكتيو نيز به طور نسبي بسيار كم است و بيشتر به جنس عنصري كه ذرات آلفا را منتشر مي كنند، بستگي دارد.قابليت نفوذي اشعه ي آلفا بسيار كم است و يك ورقه ي آلومينيوم به قطر چند صدم ميلي متر يا تنها چند ورقه ي نازك كاغذ براي اينكه آن ها را به طور كامل متوقف كند، كافي است دليل اين رخداد اين است، كه پرتوهاي آلفاي ناشي از يك نوع منبع هم انرژي بوده و جرم آن ها زياد است. بنابراين طول مسيرشان يكسان و به طور مستقيم است. اما به دليل اينكه هر ذره به طور مستقل انرژي خودش را از دست مي دهند، پس انرژي همه آن ها در آخر مسير يكسان نيست.آشكار ساز ذرات آلفا بسيار كوچك است، بنابراين شمارنده ها بايد داراي دريچه خيلي نازك باشند. انرژي ذرات آلفاي چشمه هاي راديو ميان 4 تا 10 مگا الكترون ولت است. بنابراين ضخامت دريچه اگر كمي كوچك تر از طول پرتابه ي ذرات آلفا با انرژي هاي 4 مگا الكترون ولت باشد، براي آشكارسازي ذرات آلفا مناسب خواهد بود. اگر اشعه بتواند وارد حجم حساس آشكارساز گايگر مولر شود، شمرده خواهد شود. بدين ترتيب شمارنده هاي گايگر تقريبا داراي كارايي يا بازده 100 درصد براي انرژي هاي معمول اند. به هر حال اين كارايي هنگامي بدست مي آيد، كه چشمه بتواند در داخل شمارنده قرار داده مي شود. به علت كم بودن، قدرت نفوذي اشعه ي آلفا، از آن در علم پزشكي استفاده چنداني نمي شود!ذرات بتاذرات بتا گونه اي از الكترون يا پوزيترون هاي پرانرژي و پرسرعت هستند، كه توسط برخي هسته هاي واپاشي شونده مانند پتاسيم 40 (ايزوتوپي از پتاسيم كه مجموع تعداد پرتون(19) و نوترون(21) آن 40 است) انتشار مي يابند. ذرات بتا گونه اي از پرتوهاي تابش يوني هستند، كه همچنين پرتوهاي بتا هم خوانده مي شوند. فرايند توليد ذرات بتا واپاشي بتا ناميده مي شود. اين ذرات با حرف β در الفباي يوناني ناميده شده اند. دو گونه واپاشي براي بتا وجود دارد؛ -β و+β كه به ترتيب مربوط به الكترون و پوزيترون مي شوند. اشعه ي بتاي عناصر راديواكتيو از الكترون هايي تشكيل مي شوند، كه با سرعت اوليه 60 تا 285 هزار كيلومتر بر ثانيه از هسته ي اتم به خارج ساطع مي شوند .قابليت نفوذي ذرات بتا از آلفا زيادتر است. اشعه ي بتاي يك عنصر معين بر عكس اشعه ي آلفاي آن، كه همه با يك سرعت معين و ثابت از هسته ي اتم خارج مي شوند، سرعت اوليه متفاوت دارند.قابليت نفوذي ذرات بتا از آلفا زيادتر است به همين دليل در موقع تجزيه اشعه ي راديواكتيو، هنگام عبور از ميان صفحات الكتريكي يا قطب هاي مغناطيسيته، ذرات آلفا به يك مقدار انحراف پيدا مي كنند اين سخن بدين معني است كه؛ در هنگام انحراف تمامي ذرات همگرا مي شوند، اين در حالي است كه اشعه ي بتا ضمن انحراف واگرايي حاصل مي كند، چرا كه انحراف براي ذرات بتا، باسرعت هاي مختلف متفاوت است!طول پرتابه ي ذرات بتا در هوا نيز متفاوت است و براي سخت ترين اشعه ي بتا (اشعه ي راديوم) چيزي حدود 3 سانتي متر است و قدرت يونيزاسيون ذرات بتا، از قدرت يونيزاسيون ذرات آلفا كمتر است، چرا كه هر چند كه سرعت ذرات بتا، از سرعت ذرات آلفا خيلي بيشتر است، اما كوچكي جرم ذرات بتا سبب آن مي شود كه؛ انرژي سينيتيك آن ها از انرژي سينيتيك ذرات آلفا بسيار كمتر باشد. لازم به ذكر است، كه جرم اتم هيدروژن 1840 برابر جرم يك الكترون در حال سكون است و هنگامي كه الكترون با سرعت زياد به حركت در بيايد، جرم آن نيز افزايشي نسبي مي يابد، به طوري كه جرم الكتروني با سرعت 285 هزار كيلومتر بر ثانيه، بيش از 3 برابر جرم الكترون در حال سكون است.از اشعه ي قوي شده ي بتا در در مان برخي از انواع سرطان هاي سطحي نظير؛ سرطان زبان، سرطان لب، سرطان پستان و... استفاده مي شود .اشعه گامااولين نكته ي متمايز كننده اين اشعه ي با اشعه ي آلفا و بتا اين است، كه اشعه ي گاما ذره اي نيست و بنابراين بار الكتريكي ندارد، ازاين رو در ميدان هاي الكتريكي و مغناطيسي انحراف پيدا نمي كند و ماهيت آن ها مانند اشعه ي ايكس و نور مرئي از جنس امواج الكترومغناطيسي است. فركانس اشعه ي گاما از اشعه ي ايكس و نور مرئي به شكل چشم گيري بيشتر است، بنابراين فوتون هاي اشعه ي گاما انرژي بسيار بيشتري دارد.پرتو گاما به طور معمول در نتيجه ي فروپاشي حالت هاي انرژي بالاي هسته هاي اتم توليد مي شود، اما روش هاي ديگري نيز براي توليد آن وجود دارد. پل ويلارد دانشمند فرانسوي در سال 1900 در هنگام مطالعه ي راديوم موفق به كشف اشعه ي گاما شد.قابليت نفوذ اشعه ي گاما بسيار زياد است و براي جلوگيري از نفوذ آن ضخامت هاي نسبتا زياد عناصر سنگين، نظير سرب لازم است. اگر انرژي فوتون هاي گاما از 1.022 مگا الكترون ولت فزوني يابد، ممكن است، اين انرژي به ماده؛ يعني يك جفت الكترون و پوزيترون تبديل شود، كه به آن فرايند توليد جفت گفته مي شود. مازاد انرژي فوتون نيز براي سرعت دادن به ذرات ذكر شده مصرف مي شود.از پرتو گاما در درمان سرطان و راديوتراپي استفاده فراواني مي شود. پرتو گاما و پرتو ايكس از خطرناك ترين پرتوها هستند. همچنين از پرتو گاما در تشخيص تركيدگي لوله و بررسي چاه هاي نفت استفاده مي شود. كاربرد پرتو ايكس از گاما بيشتر است.كاربرد پرتو ايكس از گاما بيشتر است بايد تا جاي ممكن از پرتو گاما دوري كرد، چرا ممكن است به سرطان منجر شود. درصورت اجبار بايد از لباس مخصوص استفاده كرد. پرتوي گاما از ديوار و سنگ نيز عبور مي كند. هر 9 ميلي متر سرب يا هر 25 متر هوا شدت تابش آن را نصف مي كند. همان طور كه گفته شد؛ اين پرتو با توجه به فركانس بسيار بالا، انرژي زيادي دارد كه اگر به بدن انسان برخورد كند از ساختار سلولي آن عبور كرده و در مسير حركت خود باعث تخريب DNA شده و سرانجام زمينه را براي پيدايش انواع سرطان ها، سندرم ها و نقايص غيرقابل درمان ديگر فراهم مي كند و حتي اين نقايص به نسل هاي آينده نيز منتقل خواهد شد. براي جلوگيري از نفوذ تابش گاما به حدود 10 سانتي متر ديواره ي سربي نياز است. قدرت نفوذ و تخريب اين پرتو به حدي زياد است، كه يك لايه 15 سانتي متري بتن يا يك لايه 20 سانتي متري خاك فقط نيمي از شدت اين اشعه را مي گيرد و نيمي ديگر اثرات زيان بار خود را بر جاي مي گذارد!ماجراي نوترونرادرفورد در سال 1920 سخنراني معتبري را براي دومين بار در انجمن سلطنتي ايراد كرد. در نخستين سخنراني او، در سال 1904، موضوع سخنراني او بيشتر حول توضيحي درباره ي تبديل ها همراه با پرتوزايي بود. سخنراني دوم درباره ي تبديل هاي مصنوعي بود كه او به كمك ذرات آلفا به وجود آورده بود. يكي از مهم ترين نقاط دومين سخنراني او پيش بيني هاي متعدد او درباره ي آينده دنياي ذرات بود. از جمله مهم ترين پيش بيني هاي او جمله او آشنا كردن مخاطبانش با نوعي ذره ي به لحاظ الكتريكي خنثي بود، او درباره ي اين پديده چنين گفت:در شرايطي، ممكن است يك الكترون با يك پروتون پيوندي بسيار نزديك تر از مورد اتم هيدروژن داشته باشد و نوعي دوتايي خنثي ايجاد كنند. چنين اتمي خواص بديعي خواهد داشت و ميدان خارجي آن عملا صفر خواهد بود. مگر آن كه بسيار نزديك به هسته باشد و در نتيجه اين اتم بايد بتواند به طور آزادانه در ماده حركت كند. وجود چنين اتم هايي ممكن است، براي توضيح ساختار عناصر سنگين لازم باشد.از نظر رادرفورد دوتايي خنثي كه بعدها نوترون ناميده شد، به عنوان جزء بنيادي ساختار هسته به پروتون ها پيوست. تعداد پروتون ها در يك هسته بار مثبت آن و تعداد پروتون ها به اضافه نوترون ها وزن اتمي آن را معين مي كنند. به طور مثال ايزوتوپ 7N14 بارهسته اي براي +7 و وزن اتمي آن 14 است، كه شامل 7 پروتون و 7 نوترون است. جيمز چادويكمسير جيمز چادويك براي كشف نوترون طولاني و پر پيچ و خم بود، چرا كه نوترون ها بار الكتريكي ندارند و به هنگام عبور از ماده ردپايي مشاهده پذير از يون ها به جاي نمي گذارند و در اتاقك ابر ويلسون خط سير آن ها ديده نمي شود. آن ها براي آزمايشگر نامرئي و غيرقابل مشاهده بودند. در همان هنگام كه چادويك مسيري پر پيج و خم را براي يافتن نوترون مي گذارند و با آزمون خطا مسيرهاي مختلف به دنبال يافتن مسير صحيح بود، مصاحبه اي انجام داد و چنين گفت:آزمايش هاي بسياري انجام داده ام، كه درباره ي آن ها هرگز چيزي نگفته ام. بسياري از آن ها كاملا احمقانه بود. گمان مي كنم اين عادت يا تمايل يا هرچه كه آن را نام گذاري كنيم را از رادرفورد ياد گرفته ام. او نيز گاهي آزمايش هاي بسيار احمقانه اي انجام مي داد و بعضي از آن ها را با همكاري هم انجام مي داديم!آن ها واقعا احمقانه بودند، اما او هرگز ترديد نمي كرد. ارنست گاهي درباره چيزي حرف مي زد، كه ابلهانه به نظر مي رسيد، او از چيزهايي حرف مي زد، كه اگر روي كاغذ نوشته مي شد، ابلهانه بود، يا در اصل ابلهانه بود. اما با اندكي تفكر درباره ي آن ها كم كم معلوم مي شد، كه كلمات او براي بيان آن چه او در سر دارد و در ذهن او مي گذرد، كافي نيست! اما آنچه در پشت آن بود، ارزش فكر كردن را داشت، به از نظر من تكرار همان روند براي بعضي از اين آزمايش هاي نوتروني، كه گفتم احمقانه بوده است، لازم بوده است و در نهايت به كار مي آيد.سرنخ هايي كه چادويك براي اكتشافش لازم داشت، ناگهان سر از پاريس درآورد. در سال 1931، ايرن ژوليو-كوري، دختر ماري كوري به همراه فردريك ژوليو همسرش، تابش توليد شده از بمباران يك هدف بريليم با ذرات آلفاي حاصل از چشمه پولونيم را توصيف كردند. وقتي آنان كوشيدند، تا اين تابش را با لايه هايي از پارافين تضعيف كنند، تابش به جاي كمتر شدن، بيشتر شد و اين تابش از پروتون ها تشكيل شده بود. توجيه آنان براي حضور پروتون ها اين بود؛ كه آن ها از پارافين شامل هيدروژن به وسيله پرتوهاي گاما آزاد مي شوند، اثري كه آرتور كامپتون در سال هاي 1920 كشف كرده بود. آنان متوجه شدند، براي اينكه پرتوهاي گاما اين كار را انجام دهند، بايد فوق العاده پر انرژي باشند، اين درحالي كه بود، كه افرادي نظير رادرفورد اين استدلال را باور نداشتند. توجيه چادويك و رادرفورد اين بود كه؛ ذرات آلفا و نوترون ها با هسته ي بريليم تركيب مي شوند و هسته هاي كربن و نوترون هايي توليد مي كنند. (نوترون ذره اي بدون بار است، يعني بار الكتريكي آن صفر است)نوترون هاي پرجرم گزينه ي بسيار محتمل تري از پرتوهاي گاما تقريبا بي جرم به عنوان پرتابه هايي هستند، كه در برخورد با پارافين، پروتون ها را از آن جدا كنند. رادرفورد و چادويك دوازده سال را در جست و جوي نوترون گذراندند. چادويك پس از يك ماه آزمايش پرجوش و خروش كه مقاله ي ژوليو-كوري انگيزه ي آن بود، كشف نهايي را انجام داد و از آن رونمايي كرد. كمي خصوصي تر با رادرفورداصل و نسب رادرفورد در نيوزيلند افرادي ساده و معمولي بودند؛ او حتي با شهرت و نفوذي كه بعدها به دست آورد، مردي ساده باقي ماند. او هرگز ثروتمند نشد و خانه هايي كه با همسرش ماري ترتيب مي داد بي تكلف و ساده بودند. رادرفورد، به عنوان يك فيزيكدان همواره صريح و بي پيرايه بود و اين ويژگي را در تمامي نقاط زندگي اش حفظ مي كرد و قطعا اين خصلت يكي از رموز موفقيت بود. يكي از جملات معروف او كه همواره به آن تأكيد داشت، اين است؛من هميشه به سادگي معتقد بودم و خودم نيز مرد ساده اي بودم. اگر نتوانيم اصلي از فيزيك را براي بقال توضيح دهيم، گرفتاري مربوط به آن اصل است، نه بقال!رادرفورد صداي پرقدرتي داشت، به طوري كه وقتي يكي از دوستانش شنيد، كه سخنراني رادرفورد به وسيله راديو از اين طرف به آن طرف اقيانوس اطلس پخش مي شود، به شوخي پرسيد؛ كه چرا از راديو استفاده مي كنيد، بدون استفاده از راديو هم مي توان صداي او را شنيد!رادرفورد همواره سعي مي كرد با انسان ها تعامل داشته باشد و به دنبال دشمن تراشي نبود. البته كه، مردي با شهرت و نفوذ رادرفورد به ناچار دشمناني هم داشت.رادرفورد به عنوان يك فيزيكدان همواره صريح و بي پيرايه بود و اين ويژگي را در تمامي نقاط زندگي اش حفظ مي كرد اما يافتن حتي يك نفر از دوستان بي شمار او، كه به او پشت كرده باشد، دشوار است. او از مشاجره ي علمي پرهيز و از بحث هاي سياسي و مذهبي اجتناب مي كرد. هنگامي كه، موضوعات مورد اختلاف و جنجالي، گاه و بيگاه مطرح مي شد، او راه هايي مي يافت، تا ماجرا را دوستانه براي همه افراد درگير بحث فرونشاند و فضاي مباحثه را آرام كند. همين خصلت باعث مي شد، تا اكثر افراد او را دوست داشته باشند.رادرفورد مانند تمامي مشاهير فيزيك تاريخ نظير؛ نيوتون، فارادي، ماكسول، گيبس، اينشتين و بور اين توانايي را در خود پرورش داده بود، كه مدتي طولاني روي يك مسئله ي دشوار و نااميدكننده متمركز شود و بدون از دست دادن اشتياق خود، با پشتكاري فراوان به دنبال راهي براي يافتن حل مسئله باشد. به نظر مي رسيد او هيچ گاه خسته نمي شود، سال ها حضور مستمر در آزمايشگاه حتي در بدترين شرايط نشان دهنده ي اين ويژگي است!براي حسن ختامي بر فهرست اسرار موفقيت هاي رادرفورد، شايد بد نباشد يك رمز ديگر اضافه كنيم و آن شانس است!البته كه اين سخن به هيچ وجه از ارزش كارهاي ارزشمند و برجسته او نمي كاهد اما به هرحال شانس در برجسته شدن شخصيت رادرفورد تأثيرگذار بوده است، چرا كه او دوره كاري اش را دقيقا هنگامي آغاز كرد، كه پرتوزايي كشف شده بود و اين اتفاق، حال و هواي آن زمان را به سمت پژوهشي تجربي گرا و آزمايش هاي متعدد سوق داده بود و اين دقيقا همان چيزي بود، كه مناسب شخصيت كاري او بود!به طور مثال اگر او سي سال بعد به دنيا مي آمد، آيا به همان خوبي اين كارها را انجام مي داد؟ احتمالا پاسخ منفي باشد، اما نبايد توان شگفت انگيز رادرفورد براي استفاده از شانس را دست كم بگيريم! گذشته از تمامي اين ها، هنگامي كه او پژوهش پرتوزايي را آغاز كرد، دونده هاي ديگري در مسير اين تحقيق و پژوهش بودند، اما تلاش تمامي آنان كمتر از رادرفورد بود. آرتور ايو يك بار به او گفت؛رادرفورد تو آدم خوشبختي هستي، چرا كه بر قله ي موج حركت مي كني!و رادرفورد در پاسخ گفت؛درست است! اما اين موج را من به وجود آورده ام، اين طور نيست؟و بدين ترتيب اكنون از نام رادرفورد به عنوان يكي از بزرگ ترين فيزيكدانان تمام تاريخ ياد مي شود.پايان قسمت دومپيشنهاد مي شود كه پس از گذشت 24 ساعت از مطالعه اين بخش، اقدام به مطالعه ي بخش سوم اين مقاله كنيد.ليزه مايتنر؛ بانوي آهنينليزه مايتنردر خلال سال هاي طلايي عصر فيزيك هسته اي، دانشمند زن ديگري پا به اين عرصه گذاشت، كه اغلب نامش در ميان بزرگان به فراموشي سپرده مي شود. ليزه مايتنر فيزيك دان سوئدي-اتريشي بود، كه باتمركز بر حوزه هاي راديواكتيويته و فيزيك هسته اي فعاليت مي كرد. مايتنر دركنار اوتو هان و اوتو رابرت فريش گروهي بودند، كه براي اولين بار شكافت هسته اي اورانيوم را درصورت دريافت نوترون اضافه كشف كردند. نتايج تحقيقات آن ها در سال 1939 منتشر شد و باوجود اهميت بالاي كشف، مايتنر هيچ گاه موفق به دريافت جايزه ي نوبل نشد. البته جايزه ي نوبل شيمي به همكار هميشگي او، اوتو هان اهدا شد. از آن جايي كه بيشتر افراد چندان اطلاعاتي درباره ي زندگي مايتنر ندارند، در اين بخش علاوه بر مباحث علمي كمي بيشتر به زندگي مايتنر خواهيم پرداخت، تا با اين فيزيكدان، كه مايه ي فخر جامعه ي زنان است، بيشتر آشنا شويم؛جنگ براي موفقيتليزه مايتنر سال 1878 در وين، در خانواده اي آزادي خواه چشم به جهان گشود. او سومين فرزند از هشت فرزند خانواده بود. پدرش حقوقدان و مردي با علايق گوناگون بود. خانواده ي مايتنر همگي با استعداد بودند؛ خواهر بزرگتر ليزه، آگوسته نابغه ي موسيقي بود، او آهنگ ساز و پيانو نواز كنسرت شد. ليزه نيز، موسيقي را دوست مي داشت، اما فاقد طبع آهنگ سازي بود. او از همان كودكي علاقه ي پيشرفته اي به رياضيات و فيزيك داشت و هدف او تحصيل در دانشگاه بود. اما در اتريش قرن نوزدهم، تحصيل در مدرسه دخترانه ي دولتي تنها تا سن چهارده سالگي بود، كه آمادگي لازم براي ورود به دانشگاه را ايجاد نمي كرد. اما او تسليم نشد و به كمك يك معلم خصوصي، تلاش بي وقفه و مطالعه ي شبانه روزي، توانست از امتحان ورودي دانشگاه با موفقيت عبور كند.ليزه مايتنر / Lise Meitnerمايتنر، در دانشگاه وين فرصتي فوق العاده خوب را پيدا كرد، تا در آخرين دوره ي درس هاي فيزيك نظري كه لودويگ بولتزمن تدريس مي كرد، حاضر شود. بولتزمن خرسند بود، كه بانوان در جلسات درس او حضور داشته باشند. اوتو فريش خواهرزاده ي مايتنر، كه بعدها در مهم ترين پژوهش مايتنر با او همكاري داشت، مي نويسد؛بولتزمن بينش فيزيكي لازم را براي پيكار در دست يافتن به حقيقت غايي به او داد، بصيرتي كه او هرگز از دست نداد!بولتزمن در زمان خود بهترين معلم فيزيك در جهان بود. او همواره در اولين جلسه ي كلاسش به دانشجويانش مي گفت؛اگر امروز همه چيزهايي را كه شامل قضايا، مفاهيم بسيار ظريف و اثبات هاي پيچيده است، به انجام نرساندم، پوزش مي طلبم، چرا كه فكر مي كنم، لزوم وجود بسياري از آن ها بعدا در حين انجام كار آشكار خواهد شد. امروز تنها مي خواستم چيزهاي كاملا معمولي را ارائه كنم و اذعان مي كنم همه آن چيزي است كه من دارم، از خودم است و در حقيقت روش كلي تفكر و احساس من است. همين طور در طول درس از شما انتظارهايي دارم، كه آن؛ توجه كامل، پشتكار جدي و اراده ي خستگي ناپذير است. اما مرا ببخشيد، اگر پيش از آن كه پيش تر برويم، چيزي را بخواهم كه برايم بيشترين اهميت را دارد و آن اعتماد شما، هم نوايي شما و عشق شما است و تمامي اين ها در يك كلام بزرگ ترين چيزي است، كه مي توانيد بدهيد؛ يعني خودتان!مايتنر مسحور شده بود. او هر آنچه را كه بولتزمن درخواست كرده بود و به ازاي آن يك پايه ي بسيار قوي براي فيزيك نظري خود ساخته بود. يادداشت هاي دقيق او از درس هاي بولتزمن توجه پل ارنفست، ديگر شاگرد بولتزمن را كه بعدها تبديل به يك نظريه پرداز برجسته شد، را جلب كرد. اين دو با هم مطالعه مي كردند و مايتنر همان قدر از آموزش خلاق ارنفست بهره مند مي شد، كه از بولتزمن!مايتنر بعدها نوشت؛او يك معلم عالي و جالب بود، اطمينان دارم كه كار كردن با او كمك بزرگي به توسعه ي علمي من كرد!او براي پايان نامه ي خود تصميم گرفت كاري را انجام دهد، كه او را در قامت يك نظريه پرداز به جلوه در مي آورد و با بهره گيري از مطالبي بود، كه پيش تر آموخته بود. پايان نامه ي دكتري او شامل؛ آزمون تجربي يكي از معادلات ماكسول مي شد. او در سال 1905 امتحانات شفاهي اش را با بهترين درجه ممكن گذراند؛ او دومين زني بود، كه از دانشگاه وين درجه دكتري گرفت!در پاييز سال 1906 جامعه ي فيزيك از شنيدن خبر خودكشي بولتزمن، مات و مبهوت شد. درك كار بولتزمن براي مايتنر دشوار بود؛ او تنها مي توانست، آن را ناپايداري ذهني تشخيص دهد. اما اين اتفاق او را به حرفه اي تر شدن در فيزيك نزديك تر كرد. روت سايم مي نويسد؛مرگ بولتزمن عزم او را براي ماندن در دنياي فيزيك تقويت كرد، تا جرقه اي كه بولتزمن در وجود او روشن كرده بود، زنده بماند!ناگهان و به شكلي غيرمنتظره، مايتنر مسير تحقيقي را يافت، كه باقي دوره كاري اش آن را دنبال كرد. استفان ماير، كه يك پيش گام در پژوهش پرتوزايي به شمار مي رفت، زمام امور مؤسسه ي بولتزمن را به دست گرفت و از مايتنر دعوت كرد، كه درباره ي رفتار تابش آلفا و بتا در گذر از فلزات مطالعه كند. براي مايتنر، فيزيك هميشه همان قدر كه يك تلاش فني به شمار مي رفت، يك تلاش انساني به شمار مي رفت. او مشاوران و همكارانش را براي خصلت هاي انساني شان انتخاب و با آنان به عنوان دوستان نزديك رفتار مي كرد. در سال 1907 مايتنر، پس از يك سال پژوهش موفقيت آميز با استفان ماير، تصميم گرفت به برلين برود، تا با ماكس پلانك كار كند.جامعه اي عليه زنان ليزه در همان نخستين لحظات حضور در برلين، گرماي دوستي پلانك و برخورد تلخ آلماني ها با حضور زنان در دانشگاه ها را تجربه كرد. در سراسر قرن نوزدهم، زنان تنها مي توانستند، به صورت ثبت نام نكرده و به شكل مستمع آزاد در كلاس هاي دانشگاه هاي آلمان حاضر شوند. بنابراين مايتنر مجبور بود، از پلانك اجازه ي حضور در كلاس هاي درس او را درخواست كند. مايتنر دومين زني بود، كه از دانشگاه وين درجه دكتري گرفت! در جلساتي كه مايتنر با پلانك داشت، با اتو هان كه از شاگردان سابق رادرفورد در مونترال بود، آشنا شد. هان خونگرم، معاشرتي و خودماني بود، او بدون معطلي پيشنهاد كرد، كه مايتنر در پژوهش پرتوزايي به او ملحق شود. مايتنر كه خجالتي و در محيط پر جنب و جوش برلين احساس امنيت نمي كرد، به سرعت هان را يك دوست و يك همكار ارزشمند تشخيص داد. مايتنر در نگاهي به گذشته يادآور مي شود؛هان، هم سن خود من بود و رفتاري بسيار خودماني داشت و من اين احساس را داشتم، كه بدون ترديد مي توانم هر چيزي را كه مي خواهم بدانم، از او بپرسم. علاوه بر اين، او اعتبار و شهرت بسيار خوبي در پرتوزايي داشت، بنابراين متقاعد شد، كه مي توانم چيزهاي زيادي از او بياموزم.بدين ترتيب، يك همكاري علمي بي نظير آغاز شد. هان شيمي دان، ماهر در فنون جداسازي شيميايي و مجرب در راديوشيمي بود و مايتنر فيزيك داني بود، كه به سرعت هم به عنوان نظريه پرداز و هم آزمايشگر پيشرفت مي كرد. آنان با يكديگر مي توانستند، نيازهاي ميان رشته اي پژوهش پرتوزايي را برآورده كنند. آنان از سال 1907 تا سال 1938، به طول بيش از 3 دهه با يكديگر همكاري داشتند، تا زماني كه مايتنر مجبور شد، به دليل قوانين نژادپرستانه حزب نازي آلمان را ترك كند.در تمامي اين سال ها مايتنر در مقابل تمامي محدوديت ها و موانعي كه به دليل زن بودن، مقابل پاي او قرار داده مي شد، صبر و بردباري كرد و در برابر تمام توهين هايي كه در جامعه ي علمي نسبت به زنان روا داشته مي شد، مقاومت كرد و هيچ گاه مقهور جبر شرايط نشد!به تدريج و به طوري فزاينده موانع عليه زنان در دانشگاه ها كاهش مي يافت. در سال 1909 ، تحصيل دانشگاهي براي زنان رسما تصويب شده و بدين ترتيب ماينتر امكان دسترسي بيشتري به آزمايشگاه هاي مؤسسه شيمي پيدا كرد. اما هنوز حقوقي به او پرداخت نمي شد و او با دريافت مستمري از والدينش با قناعت زندگي مي كرد. با وجود شرايط كاري نامساعد، مايتنر و هان سه مقاله ي مهم در سال 1908 و شش مقاله در سال 1909 منتشر كردند، تمركز اصلي آنان بر گسيل كننده هاي پرتو بتا بود. نظريه ي گيج كننده حيرت انگيز واپاشي بتا بيش از يك دهه موضوع مورد علاقه ي مايتنر بود.ليزه مايتنر / Lise Meitnerكار اساسي راديوشيمي، جداسازي يك عنصر از عناصر ديگر است، كه مي توان آن را به روش هاي شيميايي انجام داد. به طور مثال؛ مي توان روي يك مخلوط، اعمالي شيميايي انجام داد، به طوري كه تركيباتي از عناصر معين رسوب كنند و عناصر ديگر در محلول باقي بمانند، روش هاي شيميايي كارهاي متعددي انجام مي دهند، اما به ندرت كامل اند، يعني به ندرت توانايي توليد محصول كاملا خالص را دارند.هان و ماينتر روشي را ابداع كردند، كه كارآمدتر بود. آنان كشف كردند، كه يك اتم «دختر» تشكيل شده از يك فروپاشي پرتوزا ممكن است، به قدري پرانرژي باشد، كه از سطح جامدي كه روي آن تشكيل شده است، دور شود و بتوان آن را به صورت خالص بر سطح ديگري جمع آوري كرد. دقيقا شبيه دانه ي ذرتي كه در برخورد با صفحه داغ بيرون مي جهد و در جاي ديگري فرود مي آيد.سرانجام، در سال 1912 مايتنر اين فرصت را يافت، تا از كارگاه نجاري كه تبديل به آزمايشگاه او شده بود، خارج شود و به نخستين پله هاي مراتب دانشگاهي دست يابد. مؤسسه هايي براي شيمي و شيمي فيزيك با حمايت مالي قيصر ويلهلم در دالم؛ حومه ي برلين گشوده شد. هان به عنوان دانشيار علمي منصوب شد و مسئوليت بخش پرتوزايي در مؤسسه ي شيمي قيصر ويلهلم به او واگذار شد. ماينتر نيز به عنوان فيزيكدان مهمان بدون حقوق، به او پيوست.در حدود همان زمان، پلانك، مايتنر را به عنوان دستيارش منصوب كرد. گرچه كار مايتنر بي اهميت بود؛ او اوراق شاگردان را تصحيح مي كرد و نمره مي داد. اما او پلانك را دوست داشت و اين نخستين مقام دانشگاهي او بود، كه از آن حقوق دريافت مي كرد. چند سال بعد فيشر، كه بدگماني اش در باره ي كار زنان در آزمايشگاه را از دست داده بود، ترتيبي داد كه به ماينتر همان عنوان اتو هان يعني دانشياري علمي داده شود، اما حقوق دريافتي او به طور قابل ملاحظه اي كمتر از حقوق هان بود.بدين ترتيب بخش پرتوزايي، تبديل به آزمايشگاه پژوهشي هان ـ مايتنر شده بود. با وجود تفاوت حقوق ميان هان و مايتنر، مايتنر به هيچ عنوان احساس ناراحتي نداشت و تصور مي كرد كه اكنون كامياب شده است.او به يكي از دوستانش چنين نوشته بود؛من با تمام وجود و از ته قلب فيزيك را دوست مي دارم. نمي توانم تصور كنم كه فيزيك بخشي از زندگي من نباشد. اين نوعي عشق شخصي است، عشقي كه شخصي نسبت به كسي دارد، كه از جهات بسياري براي او خوشايند و دل انگيز است و من كه گرايش به عذاب وجدان دارم، بدون كم ترين عذاب وجداني فيزيكدان هستم!پيشرفت هاي مايتنر در دنياي دانشگاهي برلين ادامه يافت و در سال 1917 بخش فيزيك مربوط به خودش به او واگذار شد و حقوق او تا چهار هزار مارك افزايش يافت و آزمايشگاه پژوهشي هان ـ مايتنر به دو قسمت تبديل شد و اكنون هركدام از آن ها يك آزمايشگاه پژوهشي مستقل داشتند. دو سال بعد، مايتنر به مقام استادي رسيد و احتمالا نخستين زني بود كه در آلمان داراي عنوان استادي مي شد!واپاشي بتامايتنر و هان از همان آغاز همكاري شان به عناصر پرتوزايي كه با توليد ذرات بتا دچار فروپاشي مي شدند، علاقه مند بودند. معماي عجيبي درباره ي واپاشي بتا در مقابا واپاشي آلفا وجود داشت، كه مايتنر مصمم به حل آن بود.همان طور كه اشاره شد؛ ذرات آلفاي حاصل از يك عنصر پرتوزاي معين، هميشه با حدود انرژي يكساني ظاهر مي شوند. از سوي ديگر ذرات بتا با انرژي هايي گسيل شدند، كه گستره ي پيوسته وسيعي، عملا از صفر تا يك مقدار ماكسيمم معين را مي پوشاند. مهم ترين سؤال اين بود؛ كه اين الكترون ها از كجا مي آيند؟ مايتنر معتقد بود، كه آن ها تا حدي منشاء ثانويه دارند، منشاءهايي كه آن ها به صورت الكترون هاي اوليه از هسته گسيل مي شدند و سپس در فرايندهاي ثانويه انرژي را به صورت پرتو ايكس در ميدان الكتريكي قوي هسته ها، از دست مي داند.يكي از همكاران رادرفورد در آزمايشگاه كاونديش، به نام چارلز اليس با اين نظر مخالف بود. او تقريبا مطمئن بود، كه آثار ثانويه ي پيشنهادي مايتنر بسيار كوچك تر از آن بود، كه طيف پيوسته ي ذرات بتا مشاهده شده را توجيه كنند. اليس در نامه اي كه در سال 1925 نوشته شده، نكات مورد توافق و عدم توافق آنان را چنين خلاصه كرد؛ما هر دو موافقيم كه وقتي ذرات بتا خارج از «اتم مادر» هستند، از لحاظ سرعت ناهمگن اند، يعني گستره ي پيوسته اي از انرژي ها را مي پوشانند. ما هر دو موافقيم، كه هسته ي كوانتيده بايد، ذرات بتا را با انرژي معيني بدهد. درحالي كه شما فكر مي كنيد، آثار جنبي گوناگون به قدر كافي بزرگ اند، تا ناهمگني مشاهده شده را توليد كنند، من فكر مي كنم آن ها بسيار بسيار كوچك و ناچيز اند!اليس و ويليام ووستر درصدد آن برآمدند، كه با انجام آزمايشي درستي ديدگاه خود را نشان دهند. مايتنر آزمايش آنان را تكرار كرد و به اليس نوشت؛ما نتايج شما را به طور كامل تأييد مي كنيم، اكنون به نظر مي رسد، كه از نظر شما كه تابش هاي بتا در اصل ناهمگن است و طيف وسيعي را در بر مي گيرد، كه اين سخن كاملا درست است. اما من اين نتيجه را به هيچ وجه نمي فهمم!بدين ترتيب مناظره ي طولاني مايتنر - اليس به پايان رسيد. اما ماهيت بنيادي واپاشي بتا همچنان مرموز باقي ماند، مسئله اين بود، كه دو طرف مناظره معتقد بودند، انرژي كل فرايند واپاشي بتا ثابت است. مقداري از اين انرژي به ذرات بتا و مقداري به يك هسته ي جديد داده مي شود، اما اگر انرژي بتا كم بود، همان طور كه در طيفي كه اليس قبلا و اكنون مايتنر از آن جانبداري مي كردند چنين بود، پس چرا مجموع اين دو انرژي با انرژي كل جور درنمي آمد، ساير انرژي چه مي شد؟ليزه مايتنر / Lise Meitnerنظريه پردازان دچار بحراني عميق شده بودند، به طوري كه مدتي بور درصدد آن برآمده بود تا اصل پايستگي انرژي را در مقياس اتمي ناديده بگيرد!دراين ميان ولفگانگ پائولي انديشه اي متفاوتي داشت. او به مانند هميشه برخلاف عرف چكيده اي از نظريه اش را در نامه ي سرگشاده اي، در سال 1930، براي ليزه مايتنر و هانس گايگر و ديگر كساني كه در كنفرانس توبينگن حضور داشته اند، ارسال كرد. او سخن از ذره اي جديد، كه آن را كه نوترون مي ناميد، به زبان آورد. اما اين ذره آن نوتروني نبود، كه دو سال بعد چادويك، همراه با پرتون در هسته مشاهده كرد!نوتروني كه پائولي معرفي كرد، با آن نوتروني كه دوسال بعد چادويك معرفي كرد، تفاوت داشت! مضمون نامه ي پائولي به شرح زير بود؛طيف پيوسته ي بتا به شدت نيازمند درمان است، به اين معني كه احتمالا در هسته، ذراتي به لحاظ الكتريكي خنثي وجود دارد، كه من آن ها را نوترون مي نامم، اين ذرات اسپين يك دوم دارند و از اصل طرد تبعيت مي كنند(به قسمت پنجم مجموعه مقالات مراجعه كنيد) و علاوه بر آن، تفاوت آن ها با كوانتوم هاي نور اين است، كه با سرعت نور حركت نمي كنند. جرم اين نوترون بايد در همان حدود جرم الكترون باشد و در هرحال نبايد بزرگ تر از يك صدم جرم پروتون باشد. در اين صورت طيف پيوسته ي بتا قابل فهم مي شود، با اين فرض كه در واپاشي بتا يك نوترون همراه با الكترون گسيل مي شود، به طوري كه مجموع انرژي هاي نوترون و الكترون ثابت مي ماند!در اين لحظه اطمينان كافي ندارم، كه چيز زيادي درباره ي اين ايده منتشر كنم و با اطمينان به شما عزيزان دست اندركار پرتوزايي متوسل مي شوم، با اين پرسش كه چگونه مي توانيم ازطريق آزمايش وجود چنين نوتروني را ثابت كنيم، اگر قابليت نفوذ آن برابر يا در حدود 10 برابر نفوذ تابش گاما باشد، من مي پذيرم كه شايد راه علاج پيشنهادي من در ابتدا فقط اندكي محتمل باشد، زيرا اگر نوترون ها وجود داشتند، بايد مدت ها پيش مشاهده شده باشند، اما نابرده رنج گنج ميسر نمي شود، اهميت و جدي بودن وضع و حال طيف پيوسته با گفته اي از پيتر دباي پيش گام محترم من در اين باره روشن مي شود. آقاي دباي اخيرا در بروكسل به من پيشنهاد كرد كه در اين رابطه چندان فكر نكنم و خود را بي دليل درگير اين موضوع نكنم، از اين رو بايد درباره ي هر وسيله ي نجاتي بحث كنيم. بنابراين متخصصان پرتوزايي گرامي لطفت امتحان كنيد و تصميم بگيريد! متاسفانه من نمي توانم شخصا در كنفرانس توبينگن باشم. با درود فراوان به همگي شما، حقيرترين و خدمت گزار مطاع شما؛ ولفگانگ پائولي!پيشنهاد پائولي در حقيقت علاجي از روي ناچاري بود و تنها اندكي خفيف تر از تمايل بور به كنار گذاشتن اصل پايستگي انرژي در مورد ذرات بنيادي بود. نوترون پائولي جرم اندكي داشت و بدون بار الكتريكي بود. او از همكاران خود درخواست كرده بود، تا با آزمايش كردن، به نوعي بر ادعاي او صحه بگذارند، اما در آن زمان هيچ گونه تجهيزات آزمايشگاهي كه بتواند، به طور مستقيم يا غيرمستقيم، چنين ذره اي را آشكارسازي كند، موجود نبود و بدين ترتيب ناچاري و استيصال، اعتماد به نظريه هاي عجيب و غريب را به بار مي آورد.انريكو فرمي، در سال 1934 نظريه ي كاملتري از واپاشي بتا را پيشنهاد كرد، كه در آن نوترون هاي چادويك (مشاهده شده در سال 1932) ساكنان اوليه ي هسته بودند، در واپاشي بتا، نوترون ها به يك الكترون (يك ذره ي بتا)، يك پروتون و يكي از نوترون هاي پائولي، كه فرمي آن ها نوترينو مي ناميد، تبديل مي شدند. نظريه ي فرمي نكته هاي مهم وپاشي بتا و همچنين برخي مسائل مربوط به آمار هسته اي را روشن كرد. نوترينوها به عنوان انواع جديدي از ذرات بنيادي به الكترون ها، پروتون ها، نوترون ها و پوزيترون هاي جديدا كشف شده (كه در حقيقت الكترون با بار مثبت بودند) پيوستند. گرچه تا 22 سال بعد، هيچ نوترينويي به طور تجربي آشكارسازي نشد. جرم نوترينوي فرمي همچنان يك مسئله ي حل نشده و مورد بحث است!علم ستيزيدر 30 ژانويه 1930، آدولف هيتلر به عنوان صدراعظم رايش آلمان سوگند ياد كرد. هيتلر از همان ابتدا موضع سرسختي درمقابل يهوديان و هركسي معترض بود داشت و سطحي ترين انتقادات را به شديدترين شكل ممكن سركوب مي كرد. اين وضعيت آشفته جامعه ي علمي را به شدت تحت تأثير قرار داده بود. به زودي سياست تحريم كار يهوديان در سراسر كشور اعلام شد و يك مبارزه ي عمومي براي اخراج يهوديان از همه نوع كارهاي دولتي، پزشكي، قضايي فرهنگي، آموزشي و هنري آغاز شد.بدين ترتيب مهاجرت بعضي از عالي ترين دانشمندان و روشنفكران آلماني آغاز شد. آلبرت اينشتين يكي از كساني بود، كه به شدت با حذب نازي مشكل داشت و پيش از آن كه ماموران نازي بتوانند، اقدامي عليه او كنند، از كشور خارج شد و اعلام كرد كه آلماني باز نمي گردد؛ كه در آن آزادي مدني، بردباري و برابري براي همه شهروندان دربرابر قانون وجود ندارد و گروهي اراذل خشك مغز حذب نازي بر آن حكومت مي كنند.ليزه مايتنر / Lise Meitnerجيمز فرانك مدير دومين مؤسسه فيزيك در گوتينگن، يكي از نخستين استعفا دهندگان بود. به دنبال او ماكس بورن رئيس مؤسسه ي فيزيك نظري در گوتينگن و ريچارد كورانت يك رياضيدان برجسته استعفا كردند.روايت شده است؛ كه وزير جديد علوم از ديويد هيلبرت بزرگ ترين رياضيدان گوتينگن مي پرسد، كه آيا مؤسسه ها از عزيمت و خروج يهوديان و دوستانشان آسيب ديده اند؟و هيلبرت در پاسخ مي گويد؛آقاي وزير آسيب نديده اند: اكنون ديگر وجود ندارند!دراين ميان ليزه مايتنر در يكي از بزرگ ترين بلاتكليفي هاي زندگي خود قرار داشت، از طرفي او جايگاه استادي خود را در برلين متزلزل يافته بود و از سوي ديگر هيچ جاي مناسب ديگري براي او وجود نداشت. معدود جاهايي نيز كه به او پيشنهاد مي شد؛ چندان قابل توجه و اتكا نبودند.از طرفي مهاجرت دشوار بود؛ جهان دچار بحران و ركود شده بود و ليزه نمي توانست به ناشناخته ها روي آورد و بار ديگر روزهاي اوليه اش در برلين را از سر بگذراند، از طرفي او به مؤسسه ي فيزيك برلين دلبسته بود، چرا كه سنگ اولش را او بنا كرده بود و به گفته ي خودش آنجا تمام زندگي او بود و جدايي به هيچ عنوان برايش آسان نبود او بورس يك ساله اقامت در مؤسسه ي بور در كپنهاگ را از دست داد و امكان سمت گرفتن در كالج سوارتمور در ايالات متحده را رد كرد، چرا كه سوارتمور نمي توانست نيازهاي او را از لحاظ فضاي كاركنان و تجهيزات آزمايشگاهي تأمين كند.مايتنر كار خود را ترك نكرد، تا در نهايت همه چيز از دست رفت و اخراج شد! او ابتدا از دانشگاه برلين اخراج شد و به او اجازه ي كار داده نشد، تا در ملاقات ها و مباحثه ها حضور پيدا كند. دوستان او نظير؛ پلانك، لائو و هان همگي ضدنازي بودند و سعي مي كردند تا به هرشكل ممكن از مايتنر حمايت كنند، اما در نهايت كار چنداني نيز از دست آنان بر نمي آمد.با روي كار آمدن نازي ها، مايتنر از سمت استاد دانشگاهي اخراج شد در نهايت به كمك بسياري از فيزيكدانان مايتنر از آلمان خارج شد. فيزيكدان هلندي؛ درك كوستر به برلين رفت و با مراقبت دقيق، كه موجب سوءظن نشود، به همراه مايتنر لوازم معدودي را جمع آوري كرد. ليزه مايتنر همراه با كوستر به مرز هلند گريخت. جايي كه كوستر قرار و مدارهاي پنهاني را با گارد مرزي گذاشته بود. هنگامي كه هان با مايتنر در برلين خداحافظي مي كرد، يك حلقه ي الماس نشان موروثي به مايتنر داد، تا در مواقع ضرورت مجهز باشد.دوران استكهلمكارل مان سيگبان، حامي مايتنر در استكهلم، مردي بود با يك برنامه ي كاري كه براي ليزه مايتنر چندان باعث تشويق و دلگرمي نبود. او آزمايشگري بود، كه براي كار در رابطه با طيف نمايي پرتوي ايكس به دريافت جايزه نويل 1924 نائل آمده بود. او در سال 1937، با ساختن يك سيكلوترون برنامه ي پژوهش هسته اي را آغاز كرد، سيگبان و مايتنر از دو نسل متفاوت بودند، به گونه اي كه شايد سيگبان مايتنر را قديمي تر از خود مي دانست، چرا كه مايتنر هشت سال از او بزرگ تر بود و بسيار زودتر به فيزيك هسته اي رسيده بود و با وسايلي ساده اكتشافات مهمي به عمل آورده بود.سيگبان همواره آزمايش هايش را به پيشرفت وسايل اش پيوند مي داد. مايتنر با خود مي انديشيد؛ كه شايد سيگبان از همكاري با او خرسند خواهد شد؛ چرا كه احتمالا فكر مي كرد، كه مايتنر تنها به فضاي آزمايشي نياز خواهد داشت، نه چيزي بيشتر!مايتنر حقوق يك دستيار جزء را از فرهنگستان سوئد دريافت مي كرد. حساب بانكي او در برلين بسته بود و او امكان دريافت پول بازنشستگي اش را نداشت، او با پول قرضي در اتاق هتل كوچكي زندگي مي كرد و در نامه هايي كه به هان نوشته بود، عاجزانه از او درخواست مي كرد، كه ترتيبي براي آزاد كردن دارايي ها و حساب بانكي او بيابد، اين درحالي بود كه وضعيت هان نيز تعريف چنداني نداشت، او و مؤسسه اش تحت آماج حملات نازي ها قرار داشتند.آنچه بيشتر باعث نارضايتي مايتنر مي شد، وضعيت او در مؤسسه ي سيگبان بود، او در نامه اي به هان چنين نوشته است؛مؤسسه ي سيگبان به طور غيرقابل تصوري خالي است، ساختماني بسيار ظريف و عالي كه در آن يك سيكلوترون و يك دستگاه طيف نمايي پرتو ايكس آماده است، اما به ندرت كار تجربي يا فكري صورت مي گيرد، از پمپ ها، رئوستاها، خازن ها و آمپرسنج ها خبري نيست. چيزي نيست كه با آن آزمايشي انجام شود و در كل اين بناي بزرگ چهار فيزيكدان جوان و يك سازمان كاري بسيار مرتب وجود دارد.به نظر مي رسيد، كه مايتنر در آن سازمان جايي نداشته باشد، چرا كه نه از او دعوت مي شد، تا به گروه سيگبان ملحق شود و نه امكاناتي به او داده مي شد، كه خودش كاري انجام دهد، او فضاي آزمايشي داشت، اما نه همكاراني، نه تجهيزاتي، نه كمك هاي فني، نه حتي دسته كليدهايي براي كارگاه ها و آزمايشگاه ها!با وجود اين شرايط غم انگيز، ليزه مايتنر، با همكاري خواهرزاده اش، اوتو فريش، يكي از مهم ترين اكتشافات فيزيك قرن بيستم را به عمل آورد. كه مطمئنا هم تراز كشف هسته اي رادرفورد است!كشف بزرگدر سال 1935 انريكو فرمي، كه در رُم، بمباران اورانيوم با نوترون را آزمايش مي كرد، عناصر پرتوزاي جديدي را مشاهده كرد. فرض محافظه كارانه ي او اين بود، كه وقتي اورانيم نوترون جذب كند، هم سنگين تر مي شود و هم گسيل مي كند. گسيل ذره ي بتا عدد اتمي اورانيم را از 92 بالاتر مي برد و آن را به قلمرو عناصر مصنوعي فرا اورانيوم كه در طبيعت وجود ندارند، تبديل مي كند. هان و مايتنر به مطالعه ي اين عناصر فرا اورانيوم پرداخته اند.ايرن-ژوليو كوري و پاول ساويچ در پاريس نيز در جستجوي فرا اورانيوم هاي فعال بودند. مايتنر درست پيش از فرار مخاطره آميز از برلين كه در بخش قبلي به آن اشاره كرديم، با هان و فريتس اشتراسمان، جواني متخصص شيمي تجزيه، درباره ي يافته ي عجيب ژوليو-كوري-ساويچ مباحثه اي در رابطه به اينكه يكي از عناصر پرتوزاي ناشي از بمباران نوتروني رفتاري شبيه به لانتانم دارد، كه وزن اتمي آن دقيقا نصف وزن اتمي اورانيوم است، داشت.ليزه مايتنر / Lise Meitnerاگر بخواهيم اين فرضيه را به شكلي افراطي تفسير كنيم، بدين معني خواهد بود؛ كه بمباران اورانيوم با نوترون باعث شكافته شدن هسته ي اورانيوم به دو هسته ي كوچك تر، هريك با وزن اتمي در حدود نصف وزن اتمي اورانيوم، شده است.هيچكس اين موضوع را پيش بيني نكرده بود، اما هان و اشتراسمان آزمايش ژوليو-كوري-ساويچ را تكرار و اين كشف شگفت انگيز را انجام دادند، كه در ميان محصولات بمباران اورانيوم- نوترون، عناصر پرتوزايي بودند، كه رفتاري مانند راديم داشتند، جز آن كه نيمه عمرشان بسيار كوتاه تر از نيمه عمر راديم بود. اشتراسمان با تجزيه ي دقيق نشان داد، كه آن ها ايزوتوپ هايي از باريم، كه عنصري با تقريبا نصف وزن اتمي اوانيوم ا ند. اكنون شواهد بيشتري در دست بود، كه نشان مي داد، اورانيم با بمباران نوترون شكافته مي شود. هان همچنان مشكوك بود و نتيجه را باور نداشت. او در اواخر سال 1938، به مايتنر نوشت؛خودمان مي دانيم، كه اورانيم واقعا نمي تواند به چيزي مانند باريم شكسته شود. اگر مي توانيد كاري انجام دهيد، كه بتوان آن را منتشر كرد، در اين صورت اين مقاله به نوعي كار هر سه نفر ما خواهد بود (به دليل وضع قوانين جديد، هان ديگر نمي توانست مقاله اي را با همكار يهودي اش منتشر كند)او چند روز بعد، در نامه ي ديگري نوشت؛چه قدر زيبا و مهيج مي بود، اگر مي توانستيم مانند گذشته با يكديگر كار كنيم. ما نمي توانيم نتايج كارمان را پنهان كنم، حتي اگر آن ها احتمالا از لحاظ فيزيكي بي معني باشند. مي داني، اگر مي توانستي راه ديگري جز اين بيابي، چه قدر كار خوبي مي شد.هايتنر نيز در پاسخ به هان چنين نوشت؛در فيزيك هسته اي شگفتي هاي بسياري را تجربه كرده ايم، به طوري كه نمي توان بدون قيد و شرط گفت؛ اين غير ممكن است!در همان زمان، درست پيش از كريسمس 1938، اُتو فريش، خواهرزاده ي محبوب مايتنر به سوئد رفت، تا تعطيلاتش را با خاله ي محبوبش در شهر كونگالو در ساحل شرقي سوئد بگذراند. او از كپنهاگ، كه در آنجا در مؤسسه ي بور كار مي كرد، مي آمد. او در زندگينامه ي شخصي اش با عنوان «اندكي كه به ياد مي آورم» مي نويسد؛وقتي من پس از نخستين شب در كونگالو از اتاق هتلم خارج شدم، ليزه ماينتر را در حال مطالعه ي نامه اي از هان كه ظاهرا نگران كننده بود، يافتم. من مي خواستم درباره ي كارم در كپنهاگ چيزي بگويم، اما ليزه گوش نمي داد و مي گفت؛ كه بايد اين نامه را بخواند! در آن نامه، هان يافته ي خود و اشتراسمان را گزارش كرده بود، كه در پرتو دهي اورانيوم با نوترون، باريم حاصل شده است و از مايتنر درخواست كرده بود، كه اين معما را حل كند.هان يك پرتو-شيميدان ورزيده و ماهر بود و مايتنر فكر نمي كرد، كه درباره ي باريم اشتباه كرده باشد. بنابراين به اجبار اين نتيجه گيري حاصل مي شد، كه هسته ي اورانيم واقعا شكافته شده است، اما چگونه؟اكنون مايتنر و فريش مي توانستند، فرايند شكافت-اورانيم را مجسم كنند، اما آنان بايد با مسئله ي ديگري دست وپنجه نرم مي كردند. دو پاره ي باردار مثبت هسته، با دافعه ي متقابلشان، با انرژي عظيم در حدود 200 ميليون الكترون ولت، يعني انرژي كه الكترون در عبور از اختلاف پتاسيل 200 ميليون ولت مي گيرد، از هم دور مي شوند! اين انرژي در حدود 10 برابر انرژي بود، كه قبلا در يك فرايند هسته اي مشاهده شده بود.فيزيك هسته اي سؤال مهمي كه ايجاد مي شد؛ اين بود كه منشاء اين انرژي كجاست؟ با درنظرگرفتن تفاوت ميان جرم اورانيوم و جرم كل پاره ها و تبديل كردن اين تفاوت به انٰرژي بر طبق معادله ي معروف اينشتين آنان توانستند، به طور كامل 200 مگا الكترون ولتي كه از شكافت اورانيوم حاصل مي شود، را توجيه كنند. بنابراين آنان نظريه اي را طراحي كردند، كه شكافت هسته ي اورانيوم با بمباران نوترون توجيه مي كرد.مايتنر و فريش مقاله ي تاريخي خود را، از طريق چند مكالمه ي تلفني طولاني از فاصله ي دور تنظيم و تاليف كردند. آنان تصميم گرفتند كه از واژه ي شكافت كه در اصل ريشه در زيست شناسي داشت، استفاده كنند. زيست شناسان از اين واژه براي تقسيم سلولي استفاده مي كنند. بدين ترتيب مايتنر-فريش نام فرايند را شكافت هسته اي ناميدند!بور در راه آمريكا، فرايند مايتنر-فريش را با همكارش لئون روزنفلد، مورد بحث قرار داد و از اهميت و اعتبار آن بيشتر آگاه شد، اما وقتي در نيويورك فرود آمدند، بور فراموش كرد به روزنفلد بگويد، كه موضوع را پيش خود نگهدارد، تا هنگامي كه مايتنر و فريش آن را منتشر كنند، تا حق تقدم آنان تضمين شود. هنگامي كه بور چند روزي در نيويورك بود، روزنفلد به پرينستون رفت و در سميناري حضور يافت و همه چيز را درباره ي شكافت هسته اي براي حضار حيرت زده بيان كرد.اين خبر هيجاني را در جامعه ي علمي ايجاد كرد. آزمايشگران به آزمايشگاه هايشان هجوم بردند، تا آزمايش فريش را تكرار كنند. بسياري موفق شدند، اما خوشبختانه، حق تقدم مايتنر و فريش براي طرح نظريه و فريش براي آشكارسازي پاره هاي شكافت، محفوظ ماند. با پذيرفتن شكافت هسته اي اورانيم، گروه اوليه ي عناصر فرا اورانيمي، از ميان رفت و تنها دو عنصر باقي ماند. اين دو عنصر نيز اكتشاف مايتنر محسوب مي شد.فيزيكدان اخلاق مداردو جنبه ي ديگر از شكافت هسته اي در نخستين ماه هاي 1939 ظاهر شد؛ - بور و جان ويلر يك نظريه پرداز در پرينستون، نشان دادند، كه شكافت حاصل از بمباران اورانيم طبيعي با نوترون هاي كند(كم انرژي) به طور عمده ناشي از ايزوتوپ كمياب اورانيوم 235 است، نه از ايزوتوپ هاي فراوان تر آن يعني اورانيوم 238! - علاوه بر آن، آزمايش ها در پاريس و دانشگاه كلمبيا نشان دادند، كه هر شكافت اورانيم نه تنها يك نوترون مصرف مي كند، بلكه دو يا سه نوترون بيشتر آزاد مي كند. اين امر امكان هيجان انگيزي را به وجود آورد، كه نوترون هاي توليد شده در يك شكافت بتوانند، موجب يك يا چند شكافت بيشتر شوند و اين شكافت ها باز هم نوترون هاي بيشتر و بيشتري توليد كنند. چنين تكثير سريع نوترون ممكن است، به صورت يك واكنش زنجيره اي هسته اي ادامه يابد و با آهنگ شگفت انگيزي انرژي توليد كند، به خصوص اگر اين فرايند كنترل شده نباشد!در آن زمان، ارتش هاي آلمان، اروپا را در نورديده بودند و توليد يك بمب شكافت اورانيم براي استفاده در مسائل نظامي براي تمامي فيزيكدانان يك اتفاق آشكار و قابل پيش بيني بود. تلاش آلمان توسط گروهي شامل ورنر هايزنبرگ، اتو هان، همكار سابق و قديمي مايتنر به عدم موفقيتي شرم آور منجر شد، اما در ايالات متحده، پس از شروعي ديرهنگام، تلاشي عظيم در چند جا، در نهايت به توليد دو بمب ويران كننده انجاميد، كه در ژاپن انداخته شد!شكافت هسته اي كنترل نشده در ساخت بمب با قدرتي بي نهايت مخرب مورد استفاده قرار مي گيرد ليزه مايتنر كاملا مخالف سلاح هاي هسته اي بود. از او دعوت به عمل آمد، تا به گروهي از فيزيكدانان و مهندسان بريتانيايي و مهاجر ملحق شود، كه مقرر شده بود، در آزمايشگاه در حال رشد لوس آلاموس در نيومكزيكو كه در آن بمب ها طراحي مي شدند، كار كند، اما مايتنر با صراحت از انجام اين كار امتناع كرد. او تنها فيزيكدان هسته اي سرشناس از جانب متفقين بود، كه چنين كاري كرد. خدمت در لوس آلاموس براي مايتنر به معني فرار از فضاي بي روح و سرد استكهلم و همكاري مجدد با دوستانش بود، اما هيچ وسوسه اي عقيده ي او را تغيير نمي داد. او اعلام كرد؛من هيچ كاري با بمب ندارم!هنگامي كه اخبار وحشتناك از هيروشيما و ناكازاكي رسيد، گزارشگران از هر سو به سمت مايتنر هجوم بردند، تا با او مصاحبه اي ترتيب دهند، چرا كه در آن زمان او تنها فيزيكدان هسته اي قابل دسترس بود. بسياري از رسانه ها ادعا كردند، مايتنر راز بمب اتمي را از دانشمندان هيتلر دزديده و در دسترس دوستان بريتانيايي اش گذاشته است. يك گزارشگر علمي معتبر نيويورك تايمز مي گفت؛ مايتنر راز هسته اي را به اُتو فريش در كپنهاگ تلگراف زده و سپس او آن راز را به نيلس بور، پدر زنش رسانده است.مايتنر تنها فيزيكدان در جناح متفقين بود، كه در ساخت بمب هسته اي همكاري نكرد شهرت ناشي از بمب ناخواسته، براي مايتنر شديد ناراحت كننده بود، چرا كه او به طور كامل با تمام فعاليت هاي جنگ طلبانه مخالف بود، اين در حالي كه او هيچ گاه آن شهرتي را كه سزاوارش بود و از هر نظر انتظارش را داشت، كسب نكرد و همواره ناديده گرفته مي شد.باز هم بي عدالتي!نيلز بور، تلاش هاي متعددي انجام داد، تا نقش مايتنر در كشف شكافت هسته اي به خوبي ديده شود، اما داوران جايزه ي نوبل در سال 1944، نوبل شيمي را به اوتو هان اهدا كردند. ليزه از رخداد پيش آمده بسيار ناراحت شد و دانشمندان همكار او نيز همين حس را داشتند. او از هان نيز دلخور بود، چراكه دانشمند آلماني از ترس نازي ها و به خاطر همكاري در فرار غيرقانوني ليزه، صحبتي از همكاري با او نكرد. البته اين اقدام هان پس از جنگ هم ادامه داشت، كه ناراحتي مايتنر را بيشتر كرد!با وجود ناراحتي و اختلافي كه ميان هان و مايتنر پيش آمد، دانشمند آلماني بخشي از جايزه ي نقدي نوبل را به همكار قديمي اش بخشيد. مايتنر نيز بدون معطلي پول دريافت شده را به انجمن دانشمندان اتمي اهدا كرد، كه به نام Albert Einstein's Emergency Committee of Atomic Scientists فعاليت مي كردند. هدف فعاليت اين انجمن، كشف كاربردهاي صلح آميز براي انرژي هسته اي بود.آزمايش هاي پرتو شيميايي هان و اشتراسمان عاملي اساسي براي اكتشاف بود، اما آن ها تا حد زيادي مفاهيمي فيزيكي بودند، كه به وسيله ي ماينتر و فريش تثبيت شده بود. در بررسي مجدد اين موضوع، مي توان فهميد كه يك اكتشاف به اهميت شكافت هسته اي، قطعا شايسته دو جايزه است!و در حقيقت بايد جايزه ي نوبل شيمي به هان و اشتراسمان و نوبل فيزيك به مايتنر و فريش تعلق مي گرفت، اما كميته ي نوبل چنين نظري نداشت. گرچه مايتنر از كسب جايزه ي نوبل محروم ماند، اما كار او ناديده گرفته نشد. در سال 1946، هنگامي كه براي نخستين بار به آمريكا سفر كرد، در آنجا پذيرايي مفصلي از وي شد و سيلي از جايزه ها، مدارج افتخاري و نامه هاي تبريك او را فرا گرفت. حتي هاليوود آمريكا درصدد ساخت فيلمي براساس زندگي نامه ي مايتنر برآمد، اما هنگامي كه ليزه فيلنامه را خواند، به هيچ عنوان موردپسندش واقع نشد و آن را مزخرفي محض ناميد. تمركز اصلي اين فيلم بر داستاني علمي تخيلي در رابطه با بمب اتمي و ارتباط دادن آن به مايتنر بود و توجه چنداني به زحمات شبانه روزي و تلاش هاي پايان ناپذير ليزه نشده بود!ليزه مايتنر / Lise Meitnerاندكي پس از جنگ، در سال 1947، مايتنر از مؤسسه ي سيگبان بازنشسته شد و در يك آزمايشگاه كوچك، كه كميسيون انرژي اتمي سوئد در مؤسسه ي فناوري سلطنتي، براي او ايجاد كرده بود، آغاز به كار كرد. سپس به آزمايشگاه فرهنگستان سلطنتي علوم مهندسي رفت، تا در مورد يك راكتور هسته اي گرمايشي، تحقيق كند. سرانجام، در سال 1960، پس از حدود بيست سال حضور در سوئد، مايتنر به كمبريج در انگلستان رفت، تا در كنار اتو فريش و خانواده اش باشد، او به زندگي فعال همراه با مسافرت و سخنراني ادامه داد.ليزه مايتنر به نوعي زندگي خود را وقف علم كرده بود. او هيچ گاه ازدواج نكرد و فرزندي هم نداشت. پياده روي، تفريح دلخواه اين دانشمند هسته اي بود و او زمان هاي زيادي را به اين تفريح اختصاص مي داد. موسيقي و حضور در سالن هاي كنسرت هم جزو علايق مايتنر عنوان شده اند. مايتنر چند روز پيش از نودمين سال تولدش در گذشت. او در گورستان يك كليساي روستايي در انگلستان دفن شد. در كتيبه ي سنگ گور او، كه فريش آماده كرده بود، چنين نوشته است؛ليزه مايتنر؛ فيزيكداني كه هرگز انسانيت را فراموش نكرد!دوران كاري مايتنر سرشار از دوستي، صداقت و انسان دوستي بود. او هيچ گاه در مقابل محدوديت ها متوقف نشد و با تلاشي شبانه روزي با وجود تمامي مشكلات به موفقيت هاي متعددي دست پيدا كرد.پايان قسمت سومدر قسمت آينده به فعاليت هاي انريكو فرمي و تلاش هايي كه به ساخت بمب هسته اي منجر شد، مي پردازيم. تمركز اصلي در قسمت بعدي به حواشي و اتفاقاتي مي پردازيم كه بشريت در 100 سال اخير پس از آشنايي با فيزيك هسته اي، درگير آن بوده است.