Формально Марианна не была замужем, и ее виза заканчивалась через 6 недель после рождения сына. Когда виза закончилась, пришлось возвращаться домой в Сандвикен. Сына она взять не посмела, сдала в ясли. Бруно с ней съездил, познакомился с родителями и вернулся в Париж. В начале 1939 г. он опять попытался приехать в Швецию к Марианне, но не получил визу (!). В результате Бруно остался с годовалым ребенком на руках. Марианна вернулась в Париж 6 сентября 1939 г. Они поженились 9 января 1940 г. (.
Стоит задуматься, что переживала Марианна, когда должна была оставить шестинедельного ребенка и вернуться в свой маленький городок в статусе незамужней женщины. Многие потом отмечали ее замкнутость и стеснительность. Жена Ферми Лаура писала в своих воспоминаниях [37]: «Марианна была маленькая светловолосая женщина. Она выглядела необыкновенно молодо, просто не верилось, что у нее трое детей. Она сидела на краешке стула, и видно было, что она мучительно стесняется. Все мои попытки подружиться разбивались о ледяную скованность этой застенчивости. Она оттаяла только на одну минутку, когда я после обеда начала при ней складывать посуду в автоматическую судомойку. Тут ее ясные голубые детские глаза загорелись интересом».
Конечно, в 1948 г., когда происходила эта встреча, у многих бы возникло удивление от посудомоечной машины.
9. Гонка за атомной бомбой
17 декабря 1938 г. Отто Ган и Фриц Штрассман обнаружили, что при облучении урана-238 медленными нейтронами появляются ядра бария, атомный номер которого 56. То есть уран можно разделить. Это ключевое открытие атомной эры означало появление целой серии новых возможностей.
Во-первых, процесс деления урана – одно из редких явлений в природе, при которых энергия не затрачивается, а наоборот, выделяется. Хорошо известный аналог такого явления – горение. Но если при горении освобождается энергия атомных электронов, то при делении урана выделяется энергия ядра, которая в миллионы раз больше.
Во-вторых, появилась возможность управлять процессом деления. В уране более 140 нейтронов, при делении часть из них соединяется в ядрах-осколках, но некоторые нейтроны просто освобождаются. Они могут взаимодействовать с другими ядрами урана, вызывая их деление. Перед исследователями в сороковых годах был очень важный вопрос: сколько возникает таких нейтронов? Если на каждый первичный нейтрон в акте деления возникнет 2 нейтрона, то в следующем поколении их станет 4, 16, 32 – процесс выделения энергии станет взрывом. Если же сделать коэффициент размножения нейтронов в районе 1, то процесс выделения энергии будет постоянным во времени – что и происходит на атомных электростанциях.
Группа Жолио-Кюри начала работу над исследованием эффектов деления сразу же после получения известия об открытии Гана – Штрассмана. Дело в том, что Ирен Кюри уже наблюдала появление каких-то легких ядер при облучении урана, но сочла это за ошибку эксперимента. Сейчас же исследования развернулись с удвоенной силой. В марте 1939 г. группа Жолио опубликовала в ведущем научном журнале Nature статью «Высвобождение нейтронов при ядерном взрыве урана», в которой обсуждали возможность возникновения цепной реакции.
В апреле 1939 сотрудники Жолио Х. фон Халбан и Л. Коварский показали, что при делении урана освобождается больше одного нейтрона. В мае 1939 г. Жолио-Кюри подал три патента на использование цепной реакции и на создание атомной бомбы. Сразу же пошли переговоры по закупке урана из тогдашней колонии Бельгии Конго.
Для увеличения вероятности взаимодействия нейтронов с ядром предложено было использовать ключевое открытие группы Ферми: при замедлении нейтронов вероятность их взаимодействия с веществом увеличивается. То есть уран надо было окружить каким-то замедлителем. В качестве замедлителя сначала выбрали обычную воду. Но быстро убедились, что она не годится, поскольку не только замедляла, но и поглощала нейтроны. Тяжелая вода – D2O, в которой водород замещен своим изотопом – дейтерием, была лишена этого недостатка.
В сентябре 1939 г. Нильс Бор публикует работу о том, что для осуществления цепной реакции лучше всего подходит уран-235.
В январе 1940 г. Жолио убеждает французское Министерство закупок, что необходимо выкупить весь дейтерий, который производила единственная в Европе компания Норск Гидро в Норвегии. В начале марта 1940 г. французские военные вывезли весь имеющийся запас тяжелой воды – 185 кг – в Париж. Жолио уже тогда сумел довести до правительственных кругов важность своих исследований и имел стопроцентную государственную поддержку. Однако разразилась война, стремительное наступление немцев смешало все планы. Жолио приказал фон Халбану и Коварскому перевезти тяжелую воду в Англию, а сам остался во Франции организовывать сопротивление. Бруно должен был поехать с фон Халбаном. Но английские власти не разрешили ему въезд. В книге Клоуза [4] приводится любопытная выписка из досье англичан на Бруно:
«Др. Понтекорво, сотрудник проф. Жолио, является не совсем благонадежным (“mildly” undesirable), может быть допущен до военных работ только в случае крайней необходимости, однако даже при этом должен находиться под наблюдением».
Тогда же в Англии беженцы из нацистской Германии Отто Фриш и Рудольф Пайерлс получают важнейший результат: для создания атомной бомбы достаточно нескольких килограммов урана. Энергия, выделяемая при делении такого количества урана, эквивалентна сотням тысячам тонн тринитротолуола.
В то же время в Советском Союзе расчет критической массы для урана-235 делают Ю. Харитон и Я. Зельдович. Они получают такой же результат, как и Фриш и Пайерлс.
Летом 1940 г. в Кембридже Эгон Бретчер и Норман Фезер опубликовали статью о том, что при бомбардировке урана нейтронами должны образовываться трансурановые элементы, в частности, плутоний, который должен делиться намного лучше, чем уран-238. Поэтому возникла идея нарабатывать плутоний в ядерном реакторе: поместить много урана в объем, заполненный замедлителем, например, тяжелой водой, и получать плутоний.
Практическое осуществление этой идеи стало проводиться англичанами в проекте Tube Alloys, в котором через несколько лет стал участвовать и Бруно. А пока он в Париже, на который стремительно надвигаются армии вермахта.
10. Бегство из Парижа
Так удачно сложилось для Бруно, что в мае 1940 г. его коллега по группе Ферми Эмилио Сегре, эмигрировавший в США, стал искать работу. Эрнест Лоуренс, руководитель Сегре в лаборатории Беркли, рекомендовал ему поискать работу в нефтяной компании в городе Талса. Сегре приехал в Талсу и встретился с основателями, как сейчас бы сказали, молодой инновационной компании Well Services Inc. (WSI). Ее создали Сергей Щербацкий, сын царского дипломата в Стамбуле, и Яков Нейфельд, эмигрировавший в США из Польши. Они разрабатывали ядерно-физические методы поиска нефти. Сначала пробовали использовать для поиска нефти рассеяние гамма-квантов в породе, потом захотели использовать нейтроны. Для этого они пригласили Эмилио Сегре как эксперта по нейтронной физике. Сегре была предложена хорошая зарплата, но он не захотел заниматься этой деятельностью. Тогда Щербацкий спросил его о другом эксперте по нейтронам – Бруно Понтекорво. Сегре с радостью дал такую рекомендацию [38]. Ферми послал об этом телеграмму Бруно буквально за несколько недель до того, как немцы вошли в Париж. Так совершенно неожиданно Бруно получил прекрасное предложение, которое давало ему четкую перспективу на случай немецкого вторжения. Когда оно действительно произошло, выбор Бруно стал однозначным: уезжаем в США.
С началом войны он отправил Марианну и Джиля в Тулузу к своей сестре Джулиане. 13 июня Бруно, Джилло, его подруга Генриетта, Эмилио Серени и их коллега Сальвадор Лурия на велосипедах отправились из Парижа в Тулузу. 14 июня в Париж вошли немецкие войска.