Цепная реакция идей

С Ланжевеном встречался в Париже и Я.И. Френкель, считавший его одним из самых выдающихся физиков. Френкель с юношеских лет интересовался магнетизмом. Он хорошо знал труды Ланжевена в этой области.

Учеником Ланжевена был Луи де Бройль, выдвинувший идею о дуализме частиц и волн. Эта идея быстро овладела умами физиков и, конечно, самого Френкеля. Она послужила фундаментом для развития современной квантовой механики.

Беседа Ланжевена с Френкелем была довольно короткой, но достаточной, чтобы два ученых могли обсудить некоторые вопросы теории магнетизма.

Узнав о смерти Ланжевена, А. Эйнштейн прислал в Парижскую академию телеграмму: «Известие о смерти Поля Ланжевена потрясло меня сильнее, чем многие случившиеся за эти годы разочарования и трагедии. Как мало бывает людей одного поколения, соединивших в себе ясное понимание сущности вещей с острым чувством истинно гуманных требований и умением энергично действовать. Когда такой человек покидает нас, мы ощущаем пустоту, которая кажется невыносимой для тех, кто остается!».

Фредерик Жолио-Кюри тоже стал выдающимся учителем физиков. Наряду с научным дарованием ему были присущи те черты, которые делают ученого руководителем молодых поколений. «От своего учителя, — писал Пьер Бикар, — Фредерик перенял стремление любой ценой донести до слушателей веру в великие возможности науки, показать им важность и значение пройденного материала и одновременно дать понять, что каждый может внести свою лепту в строительство здания науки».

Осенью 1924 года после окончания Школы промышленной физики и химии Фредерик Жолио провел полгода на военных сборах как артиллерийский офицер запаса. По окончании сборов его назначили в управление боевых газов в Обервилье в звании младшего лейтенанта. Но скоро он демобилизовался, испытав отвращение к атмосфере армии, где молодым людям прививались определенные воззрения, против которых, по словам Пьера Бикара, «бунтовала его свободолюбивая и независимая натура».

В начале 1925 года Фредерик вместе с Пьером Бикаром приехал в Париж. Молодые люди были в форме французских офицеров. Они решили зайти к Полю Ланжевену, чтобы обсудить вопрос о том, что делать дальше. К этому времени Фредерик уже решил заняться научно-исследовательской работой; он знал, что если получить стипендию Ротшильда, то можно попробовать свои силы в исследованиях. Стипендия давала 540 франков в месяц в течение трех лет. Это была довольно скромная сумма, но она позволяла жить и не думать о деньгах в годы стажировки. По условиям стипендии молодые люди должны были сами найти себе место работы в каком-либо научно-исследовательском институте. Жолио и Бикар надеялись, что им поможет Ланжевен.

Ланжевен был обрадован намерением своих учеников. С его помощью Жолио и Бикар получили стипендию Ротшильда. Ланжевен взял к себе лаборантом Пьера Бикара, а Фредерик по его протекции начал работать у Мари Кюри.

Впоследствии, в 1957 году, Фредерик Жолио-Кюри в интервью с сотрудником швейцарской газеты «Газетт де Лозанн» рассказал о встрече с Мари Кюри в ее лаборатории: «Я как сейчас вижу ее здесь, маленькую седую женщину с живыми глазами. Я сидел перед ней в военной форме (тогда я проходил военную службу во взводе противогазовой защиты) и был очень смущен. Она выслушала и внезапно спросила: „Вы можете начать работать завтра?“. Мне осталось еще три недели до окончания военной службы. Она решила: „Ничего, я напишу вашему полковнику“. На следующий день я стал ее личным лаборантом».

Позднее Мари Кюри говорила Жану Перрену о Фредерике: «Этот мальчик — настоящий фейерверк». А Ирен писала: «Моя мать и мой муж спорили так горячо, отвечая друг другу с такой быстротой, что я не успевала вставить ни одного замечания, и когда мне хотелось высказать свое мнение, я должна была настойчиво требовать слова».

Итак, первый шаг в науку Жолио совершил в роли лаборанта Мари Кюри. «Так сбылось мое самое большое желание, — писал он, — пробудившееся в то время, когда в парижской Школе промышленной физики и химии я готовился стать инженером. Этим желанием было работать в лаборатории, занятой фундаментальными исследованиями».

Первые работы, выполненные Жолио в Институте радия, относились к исследованию электрохимических свойств радиоактивных и других элементов в сильно разбавленных растворах — тема его будущей докторской диссертации. Он также занимался изучением физических и электрических свойств очень тонких металлических пленок, полученных термическим испарением металлов в глубоком вакууме и катодным распылением. В лабораторной технике таким методом получают очень тонкие металлические слои на поверхности металла (а также стекла, кварца, пластмасс, бумаги, тканей). В Институте радия получение тончайших металлических пленок (покрытий) из радия, полония, тория имело большое значение, так как без таких покрытий нельзя было изготовлять активизированные металлические диски, используемые в различных опытах по изучению радиоактивности. Жолио разработал эффективные методы получения тончайших пленок из различных металлов, в том числе и радиоактивных.

Фредерик Жолио принимал также участие в экспериментальных исследованиях радиоактивности, проводившихся Мари Кюри с сотрудниками. Эти исследования особенно интересовали молодого ученого. Впоследствии Жолио писал: «Подготовительный путь исследователя в особенно привлекательной и живой области науки я имел счастье пройти под началом исключительного руководителя — Мари Кюри».

Работа в лаборатории под руководством Мари Кюри помогла молодому ученому приобрести глубокие познания и навыки в области, пограничной между ядерной физикой и радиохимией. Окончательно укрепилось решение Жолио посвятить себя изучению радиоактивных веществ и разработке проблем ядерной физики.

Первый научный труд Фредерика Жолио «О новом методе изучения электролитических осадков радиоактивных элементов» был напечатан в 1927 году, когда он получил первую ученую степень лиценциата. Докторская диссертация Фредерика Жолио-Кюри была результатом длительных исследований в области радиохимии полония. Ученый защитил ее в 1930 году в возрасте тридцати лет. Молодой доктор был зачислен на должность научного сотрудника Национального фонда наук, продолжая работать в Институте радия, но уже в качестве ассистента.

Материальное положение Фредерика Жолио-Кюри значительно улучшились, и он мог отказаться от преподавательской работы, отнимавшей много времени (с 1927 года он преподавал курс электрических измерений в частной электротехнической школе). Фредерик получил возможность заняться исключительно научно-исследовательской работой. К этому времени его интересы сконцентрировались на некоторых проблемах ядерной физики.

Одна из первых работ молодого физика — определение физических характеристик природных радиоактивных элементов, изучение ионизации, вызванной прохождением альфа-частиц через газы при низком давлении. Для своих работ Фредерик сконструировал камеру Вильсона и получил прекрасные фотоснимки столкновений тяжелых частиц — звезды. Эти снимки стали классическими и неоднократно воспроизводились в учебниках и монографиях по ядерной физике.

В Институте радия исследователи широко использовали в своей работе полоний как мощный источник альфа-частиц. А. Лакассань писал: «Изучение свойств полония составляло в то время любимое дело лаборатории, потому что от полония ждали многого вследствие его очень ценной и редкой способности испускать альфа-частицы в практически чистом виде. Эти своего рода тяжелые снаряды казались наиболее пригодными для разрушения барьеров, стоящих на пути к лучшему познанию строения атома; альфа-частицы позволили Резерфорду осуществить первую ядерную реакцию. Поэтому в течение многих лет г-жа Кюри прилагала все усилия, чтобы получить, где только возможно, RaD — остаток расщепления радона».

В начале тридцатых годов Институт радия имел в своем распоряжении уже значительное количество «предка» полония — радия. Однако его все же было недостаточно для проведения новых непрерывно расширяющихся работ. Поэтому Фредерик и Ирен занялись извлечением полония из 1,5 грамма радия, имевшегося в Институте. Жолио-Кюри выполнили сложные операции по очистке и отделению RaD (свинца-210), RaE (полония-210) и RaF (висмута-210). Им удалось получить мощные полониевые излучатели активностью до 200 милликюри (1 грамм радия обладает активностью 1 кюри; 1 милликюри — 1/1000 часть кюри). Концентрации радия, с которыми приходилось работать, представляли большую опасность и необходимо было соблюдать строжайшие меры предосторожности.