За восемь лет, с 1933 по 1941 год, научные исследования и эксперименты в ядерной физике в Советском Союзе получили большое развитие и резонанс. Успешная деятельность Курчатова и его лабораторий в этот период бесспорна и очевидна, поскольку ее результаты вышли на уровень лучших мировых лабораторий. Вклад Курчатова в мировую науку довоенного периода оказался весомым даже на фоне работ таких ученых, как П. А. Черенков, С. И. Вавилов, И. Е. Тамм, И. М. Франк, А. И. Лейпунский, А. И. Алиханов, Л. А. Арцимович, Д. И. Иваненко, Я. И. Френкель, Я. Б. Зельдович, Ю. Б. Харитон.
Подтверждением этого являются следующие достижения Курчатова и его команды. В работах по нейтронному направлению, выполненных совместно с группой Л. В. Мысовского, Курчатов установил фундаментальный факт разветвления ядерных реакций[177]. При облучении фосфора (одноизотопного элемента) быстрыми нейтронами он и исследователи его отдела наблюдали два периода полураспада, которые они признали двумя независимо идущими реакциями с образованием изотопов. Вскоре Курчатов с сотрудниками подтвердил тот же результат на другом одноизотопном элементе — алюминии.
В 1935 году, развивая пионерские исследования Э. Ферми, Курчатов осуществил большой цикл работ по облучению нейтронами ядер элементов, получая, таким образом, искусственно радиоактивные изотопы[178]. Весной 1935 года вместе с Л. И. Русиновым, Б. В. Курчатовым и Л. В. Мысовским при облучении брома нейтронами Игорь Васильевич обнаружил, кроме двух уже известных радиоактивных изотопов с периодами полураспада 18 минут и 4,2 часа, третий новый радиоактивный изотоп брома с периодом полураспада в 36 часов. Курчатов так объяснил это явление: два радиоактивных изотопа брома являются ядерными изомерами, то есть имеют различные свойства и энергию при одной массе и одном атомном номере[179]. Он также создал теорию этого явления, положившую начало новому направлению исследований в физике — изомерии формы, изомерного протонного распада, гипотетической возможности существования нейтронного изомерного распада[180].
В истории ядерной физики это открытие изомерии искусственно радиоактивных ядер является крупной и общепризнанной заслугой Курчатова. Ученые отмечают, что данное достижение эквивалентно открытию нового вида радиоактивности — гамма-радиоактивности. Курчатов первым сформулировал основное положение о причине процесса разрядки метастабильного состояния ядра, заключающейся во внутренней конверсии[181].
Эта плодотворная идея, выдвинутая Игорем Васильевичем и подтвержденная его учениками, исследовавшими спектры электронов конверсии брома-80, ныне является общепринятой. Она также доказана новым типом изомеров тяжелых делящихся ядер, обнаруженных учеником Курчатова Г. Н. Флеровым. «В настоящее время изучение изомерии ядер является одним из главных методов получения сведений о возбужденных состояниях ядер», — писал Георгий Николаевич в конце 1980-х годов, вспоминая своего учителя[182].
После открытия в 1935 году явления ядерной изомерии брома Курчатов пишет и публикует монографию «Расщепление атомного ядра». В предисловии он отметил, что в его труде представлен обзор основных экспериментальных данных, полученных за последние годы в области физики атомного ядра[183]. Книга вызвала восторженные отклики многих критиков, в том числе профессора Л. Д. Ландау. Вышедшая в серии «Проблемы новейшей физики» книга, по оценкам современников, написана на высочайшем научном уровне, в ней нашли отражение самые последние достижения в области атомного ядра. Восторженно принявший ее К. Д. Синельников писал Курчатову из Харькова: «Книжка действительно хороша! Все очень хвалят, даже Дау!»[184] (Ландау. — Р. К.). Заслужить похвалу столь строгого критика, каким являлся в научном мире Лев Давыдович Ландау, мог не всякий, даже талантливый ученый. Ландау всю жизнь оставался высокого мнения о Курчатове. Всемирно известный физик-теоретик в годы преподавания в Московском государственном университете, отвечая на вопросы студентов, называл Курчатова гением[185].
179
181
184
АРНЦ. Ф. 2. Личный фонд И. В. Курчатова. Музейное собрание. Оп. 1. Д. 5. Л. 30. Письмо К. Д. Синельникова И. В. Курчатову.