2. В группе Ферми
Однажды друг Гвидо, студент-физик Франко Разетти, привел в дом Понтекорво своего однокурсника, некоего Энрико Ферми. Разетти утверждал, что его товарищ – настоящий гений. Бруно тогда было 10 лет, но ему запомнилась реакция родителей и братьев: «Не преувеличивает ли Разетти? Кто может поверить, что такой застенчивый и молчаливый юноша – гений!» [10].
Прошло 8 лет, и следующая встреча Бруно произошла уже с профессором Э. Ферми. Дело в том, что в 16 лет Бруно поступил на инженерный факультет университета Пизы, где проучился два года. Однако ему не нравилось черчение, и он захотел заняться изучением физики. Естественно, когда Гвидо узнал об этом желании брата, то сразу посоветовал ему переехать в Рим, к своему другу Франко Разетти, который тогда уже работал в группе физиков под руководством профессора Энрико Ферми.
Это был без преувеличения судьбоносный выбор, который не только определил дальнейшую профессиональную жизнь Бруно, но и дал ему уникальную возможность работать вместе с большим ученым и участвовать в совершении эпохального открытия.
В одном из своих интервью [11] Бруно говорил, что встреча с Ферми – это чистое счастье, поскольку в то время он ничем, кроме тенниса, не интересовался. Ферми стал для него образцом ученого. В рабочем кабинете Бруно в Дубне висели два портрета – Ферми и Жолио-Кюри.
Лаборатория Ферми, как вспоминал Бруно, была
«первоклассной, но довольно маленькой. В ней работало не больше десяти научных сотрудников и техников. Физический факультет в то время оканчивали 1–2 студента. Средства для экспериментальных исследований были буквально ничтожны. Я помню, например, как однажды, чтобы сэкономить средства для научных исследований, Ферми решил изготавливать обычные электрические вилки в своей лаборатории» [12].
Разетти и Ферми устроили молодому юноше вступительный экзамен. Бруно рассказывал [10], как по итогам собеседования Ферми резюмировал:
«К сожалению, сегодня физики делятся на две категории: теоретики и экспериментаторы. Требования к теоретикам очень высоки. Если физик-теоретик не находится на очень высоком уровне, его работа бессмысленна. В этом отношении есть аналогия, скажем, между профессией физика-теоретика и профессией ученого-египтолога. Если египтолог не оказался исключительно ярким ученым, это означает, что он просто ошибся в выборе профессии. Что же касается физиков-экспериментаторов, то здесь и для человека средних способностей всегда есть возможность быть полезным. Экспериментатор может, скажем, измерять плотность разных веществ. Это будет очень нужная работа, хотя для этого не требуется большого ума».
Бруно определили в экспериментаторы. Вероятно, на экзамене он выглядел «не на очень высоком уровне». Тем не менее он поступил на третий курс физического факультета университета в Риме и сумел блестяще защитить диплом, получив 110 баллов из 110 возможных, в возрасте 20 лет [13, 14]. Тогда это было редким исключением, да и в наше время мало кто успешно заканчивает университетское образование в 20 лет. Руководителем дипломной работы был Франко Разетти. У него был редкий в то время прибор – электронный микроскоп. На защите Бруно он сказал, что главное достоинство дипломанта состоит в том, что он благополучно выжил, не пострадав от высокого напряжения электронного микроскопа [11].
Первая работа Бруно была посвящена оптической спектроскопии, он закончил ее летом 1934 г. После летних каникул Бруно отрядили в помощь к другому сотруднику из группы Ферми – Эдоардо Амальди – заниматься новой перспективной темой: исследованиями искусственной радиоактивности.
3. Замедление нейтронов
В 1934 г. Ферми и его группа активно изучали недавно открытый интересный феномен – искусственную радиоактивность. Естественная радиоактивность состоит в том, что некоторые элементы могут самопроизвольно, без какого-либо внешнего воздействия, испускать ядра гелия (α-распад), электроны (β--распад), позитроны (β+-распад) или гамма-кванты. Типичным примером радиоактивного элемента является уран. Однако вопрос о том, можно ли заставить излучать обычное вещество, например, алюминий, оставался без ответа до опытов, которые в 1933 г. выполнили Фредерик Жолио и Ирен Кюри. Они облучали легкие элементы (бор, бериллий, алюминий) ядрами гелия (α-частицами) и обнаружили, что после этого воздействия образцы стали излучать позитроны.
Ферми решил повторить опыты Жолио и Кюри, но облучать образцы нейтронами. Логика была простая: положительно заряженным α-частицам для взаимодействия с ядром надо преодолеть кулоновское отталкивание положительно заряженных протонов ядра. Тогда как нейтрон не имеет электрического заряда и должен легко вступать в ядерные реакции.