Ανδρέας Ιωάννου Κασσέτας

Για την αμερικανική οικογένεια Τέηλορ, για την κεφαλλονίτικη οικογένεια Αρσένη, και για την παγκόσμια οικογένεια των φυσικών, το έτος 1932 ήταν ένα από τα σημαντικότερα του αιώνα.

Την χρονιά εκείνη στο όχι και τόσο εξαιρετικό φως του Λονδίνου έκανε την εμφάνισή του ένα κοριτσάκι με μάτια βιολετί, γόνος της αμερικανικής οικογένειας Τέηλορ, νεογνό πανέμορφο που θα βαφτιζόταν Ελίζαμπεθ. Τρεις δεκαετίες αργότερα τα περισσότερα από τα κουκακιωτόπουλα της Ελλάδας θα ήταν ερωτευμένα με τη Λιζ.

Την ίδια χρονιά, στο εξαιρετικό φως της Κεφαλονιάς έκανε την εμφάνισή του ένα νεογέννητο αγοράκι στο οποίο θα δινόταν το όνομα Γεράσιμος. Εξήντα πέντε χρόνια αργότερα το τότε βρέφος θα γινόταν Υπουργός Παιδείας και Θρησκευμάτων και θα είχε την έμμονη ιδέα ότι έπρεπε να «γράψει ιστορία».

Για την κοινότητα των φυσικών, το 1932 θεωρήθηκε Annus Mirabilis, κάτι σαν η χρονιά των θαυμάτων . Μία ενδιαφέρουσα «συνωμοσία» της Τύχης με την Αναγκαιότητα οδήγησε την επιστημονική σκέψη σε ένα πλήθος εντυπωσιακών επιτευγμάτων ανάμεσα στο οποία συγκαταλέγονται η ανακάλυψη του ποζιτρονίου, η εδραίωση της ιδέας για την ύπαρξη του φαντάσματος νετρίνο, η ανακάλυψη του σωματιδίου ‘’δευτέριο’’, η κατασκευή του πρώτου μεγάλου επιταχυντή, η διατύπωση από τον Ενρίκο Φέρμι της θεωρίας για τη ραδιενέργεια β και πάνω απ’ όλα η ανακάλυψη του σωματιδίου νετρόνιο.

Ο καλύτερος τρόπος για να πραγματοποιηθεί μια μεταστοιχείωση ήταν ο βομβαρδισμός του ατομικού πυρήνα. Και τα καταλληλότερα βλήματα ήταν τα ήδη δοκιμασμένα σωματίδια άλφα, «γυμνοί πυρήνες Ηλίου πολύ μεγάλης ενέργειας –της τάξης των 4 MeV- που προσφέρονταν γενναιόδωρα από ένα ραδιενεργό δείγμα.

Αυτό ήταν το μάθημα του πατριάρχη Ράδερφορντ. Μέσα από την τεράστια ερευνητική του

πείρα συμπέραινε ότι καμιά χημική μέθοδος δεν μπορεί να επηρεάσει τον πυρήνα παρά μόνον η διείσδυση σωματιδίων στο εσωτερικό του. Αυτή θα μπορούσε να προκαλέσει κάποια αναστάτωση και μία ενδεχόμενη ανακατάταξη του πυρηνικού υλικού, με κατάληξη τη μετατροπή του πυρήνα σε πυρήνα άλλου στοιχείου.

Καταλληλότερα βλήματα για τον βομβαρδισμό ήταν τα δοκιμασμένα άλφα, σωματίδια μεγάλης ταχύτητας, με σχετικό βέβαια μειονέκτημα το θετικό ηλεκτρικό τους φορτίο το οποίο εμπόδιζε τη διείσδυση, δεδομένου ότι έπρεπε να διαθέτει ενέργεια τόση ώστε να αντιμετωπίσει τα τείχη που όρθωνε το επίσης θετικό φορτίο του πυρήνα, το –στη γλώσσα των φυσικών- λεγόμενο φράγμα δυναμικού. Την απαιτούμενη βέβαια ενέργεια την διέθεταν τα άλφα γι αυτό και επί είκοσι περίπου χρόνια οι πειραματιστές τα χρησιμοποιούσαν σε όλους σχεδόν τους σχετικούς βομβαρδισμούς. Με αυτά πραγματοποιήθηκε το 1911 το ιστορικό πείραμα του βομβαρδισμού του φύλλου χρυσού που οδήγησε στην πρόταση για το πυρηνικό μοντέλο του ατόμου. Με αυτά, το 1919, ο ίδιος ο πατριάρχης βομβάρδισε το πυρήνα άζωτο μετατρέποντάς το σε οξυγόνο, για να γίνει ο πρώτος άνθρωπος που μετέτρεψε ένα χημικό στοιχείο σε ένα άλλο στοιχείο, υλοποιώντας σε μια σύγχρονη έκδοση το όνειρο των αλχημιστών. Με προερχόμενα από ραδιενεργό πολώνιο βλήματα άλφα βομβάρδισε το 1928 ο Walther Bothe το Βηρύλλιο για να διαπιστώσει τη δημιουργία μιας πολύ διεισδυτικής δέσμης στην οποία δεν μπόρεσε να διακρίνει το νετρόνιο. Με προερχόμενα από ένα εξαιρετικά ισχυρό παρασκεύασμα Πολωνίου βλήματα αλφα η Irène Joliot -Curie και ο Frederic Joliot επανέλαβαν το 1931 τους

βομβαρδισμούς βηρυλλίου χωρίς να μπορέσουν να διακρίνουν το σωματίδιο νετρόνιο. Με τα ίδια βλήματα, το 1934 οι δύο Γάλλοι βομβάρδισαν το αλουμίνιο για να ανακαλύψουν έτσι το φαινόμενο τεχνητή ραδιενέργεια.

Στο μεταξύ το 1932, με τα ίδια προερχόμενα από πολώνιο βλήματα άλφα ο James Chadwick, πιστός μαθητής του πατριάρχη, βομβάρδισε το Βηρύλλιο και έκανε διαφορετική ανάγνωση από τους προηγούμενους ανακαλυψε το σωματίδιο νετρόνιο που άνοιξε την δρόμο για την καινούρια φάση της πυρηνικής φυσικής.

Επί 25 περίπου χρόνια το «ΑΛΦΑ μάθημα» του πατριάρχη της εργστηριακής έρευνας υπήρξε ξεκάθαρο και έδωσε εντυπωσιακά αποτελέσματα.

Όταν λοιπόν το 1932 ανακαλύφθηκε ότι υπάρχουν και νετρόνια οι φυσικοί αναρωτήθηκαν μήπως τα χωρίς ηλεκτρικό φορτίο αυτά σωματίδια θα μπορούσαν να πλησιάζουν τους πυρήνες ως δολιοφθορείς και να εισέρχονται με μεγάλη ευκολία στο εσωτερικό τους. Ειδικά μάλιστα ο Ενρίκο Φέρμι υποψιάστηκε ότι τα αργά νετρόνια είναι ίσως πιο διεισδυτικά από τα «βιαστικά». Σύντομα η υποψία του επιβεβαιώθηκε. Το φθινόπωρο του 1934, οι φυσικοί της ερευνητικής του ομάδας παρατήρησαν ότι τα νετρόνια που διέρχονταν μέσα από παραφίνη ήταν πολύ πιο δραστικά από εκείνα που εκπέμπονταν απευθείας από πηγή ραδονίου-βηρυλλίου.

Ο Φέρμι διετύπωσε την απρόβλεπτη ερμηνεία ότι τα βραδέα νετρόνια ήταν πιο δραστικά από τα σχετικώς ταχύτερα που παράγονταν κατά τις πυρηνικές αντιδράσεις.

Το νετρόνιο έμοιαζε να μοιάζει με τον καλό εραστή ο οποίος πιστεύει στην Αγία Βραδύτητα.

Ο Ενρίκο Φέρμι κυριολεκτικά αφοσιώθηκε στην αξιοποίηση αυτής της διαπίστωσης. Άρχισε να βομβαρδίζει με αργά νετρόνια – με κινητική ενέργεια όση τα μόρια του αέρα ενός δωματίου- τους πυρήνες διαφόρων χημικών στοιχείων και να δημιουργεί μεταστοιχειώσεις. Ήταν οι πρώτες πυρηνικές αντιδράσεις με ΝΕΤΡΟΝΙΑ τα οποία εμφανίστηκαν αποτελεσματικότεροι εκπορθητές των πυρηνικών κάστρων από τα ΑΛΦΑ του πατριάρχη Ράδερφορντ. κι ας είχαν ελάχιστη κινητική ενέργεια σε σχέση με αυτά.

Ο Όττο Χαν έγραψε τότε:

« Ο Ιταλός Φέρμι είναι ο πρώτος ο οποίος υπέδειξε τη μεγάλη σημασία των νετρονίων στην πραγματοποίηση πυρηνικών αντιδράσεων. Αυτός και οι συνεργάτες του βομβάρδισαν όλα τα στοιχεία του περιοδικού συστήματος με νετρόνια και πήραν κατ’ αρχήν ραδιενεργά ισότοπα των ίδιων στοιχείων τα οποία στη συνέχεια με εκπομπή ακτίνων β μεταστοιχειώνονταν.»

Στα χρόνια που ακολούθησαν, οι Ιταλοί ερευνητές υπό την καθοδήγηση του Enrico Fermi, βομβάρδισαν τους πυρήνες όλων των στοιχείων του Περιοδικού Πίνακα , φθάνοντας μέχρι και το Ουράνιο, το βαρύτερο στοιχείο με τα 92 πρωτόνια. Κατά την «ανάγνωση», όμως, του γεγονότος ’’μεταστοιχείωση του ουρανίου’’ ένα νέο σοβαρό ερωτηματικό έκανε την εμφάνισή του. Ποια ήταν τα προϊόντα της πυρηνικής αυτής αντίδρασης; Ο Φέρμι διετύπωσε την άποψη ότι προκύπτουν πυρήνες άγνωστων στοιχείων βαρύτερων από το ουράνιο τα οποία ονόμασε υπερουράνια. Η συγκεκριμένη άποψη δεν έπεισε τους θεωρητικούς, όπως δεν έπεισε και μία εντελώς διαφορετική «ανάγνωση» την οποία πρότεινε, το 1935, η άσημη γερμανίδα χημικός Ίντα Νόντακ. Σύμφωνα με αυτήν, μετά την εισβολή του νετρονίου, ο πυρήνας του ουρανίου διασπάται σε δύο κομμάτια. Η Νόντακ βέβαια δεν είχε κάνει ούτε ένα πείραμα ώστε να ενισχύσει την άποψη αυτή. Ήταν η ώρα που έκαναν την εμφάνισή τους στο προσκήνιο δύο μεγάλοι γερμανόφωνοι επιστήμονες άνθρωποι με βαθιά θεωρητική κατάρτιση αλλά και με αξιοζήλευτη πειραματική εμπειρία. Ο Γερμανός χημικός Όττο Χαν και η γεννημένη στη Βιέννη Λίζε Μάιτνερ που εκτός από γυναίκα ήταν και φυσικός και Εβραία.

Στην κεντρική σελίδα ΤΟ ΜΗΛΟ και ΤΟ ΚΟΥΑΡΚ