Физики "Комитета Мауд" признали, что сначала относились к проекту "довольно скептично и не очень-то в него верили". Они также подчеркивали, что "проблемы, над которыми мы сейчас работаем, не так уж сложно решить любому хоть сколько-нибудь способному физику". Кроме того, в докладе давался довольно оптимистичный прогноз: атомная бомба появится в арсенале военных уже в конце 1943 года.
16 сентября доклад "Комитета Мауд" официально рассмотрел Совет по оборонным заказам Научно-консультативного комитета при Кабинете министров. Он признал, что "проекту по созданию урановой бомбы необходимо придать первостепенную важность". 20 сентября начальники штабов выразили свое согласие с предложениями экспертной группы, рекомендовав не жалеть на исследования ни денег, ни материалов, ни рабочих рук.
После этого ответственность за британский атомный проект возложили на Управление научных и промышленных исследований. Возглавить работы над атомной бомбой поручили промышленнику Уоллесу Акерсу. Он решил дать проекту имя, которое вводило бы в заблуждение непосвященных: "Трубные сплавы". Новая организация, возглавленная Акерсом, стала именоваться соответственно: "Дирекция "Трубные сплавы"". Заместителем руководителя дирекции стал еще один представитель промышленности – Майкл Перрин. В октябре 1941 года в Лондоне открылся офис новой организации.
Урановая секция
Зимой 1940–1941 годов американский атомный проект еще продолжал развиваться, однако движение вперед шло очень неуверенно, и складывалось впечатление, что работа вот-вот заглохнет. В различных учреждениях изучали теорию деления ядра, обогащения изотопов, свойства плутония. Кое-где сумели развернуть исследования, связанные с созданием реакторов и производством тяжелой воды. Однако ни одно из перечисленных направлений всё еще не было связано напрямую с военными нуждами.
Ванневар Буш по-прежнему скептически относился к перспективам создания бомбы, поэтому в верхах обсуждались главным образом вопросы, как использовать деление ядра в качестве источника энергии. Чтобы определить приоритеты, Буш попросил, чтобы "группа высококомпетентных ученых-физиков" сделала для него "нескучный, но в то же время беспристрастный обзор по данной проблеме". В апреле 1941 года просьба была переадресована нобелевскому лауреату Артуру Комптону. Тот был весьма авторитетным ученым, но не считал себя специалистом в ядерной физике. Тем не менее он согласился и сформировал группу, в состав вошли физики Эрнест Лоуренс, Джон Слэтер и Джон Ван Флек.
Первый вариант обзора был представлен 17 мая. В нем сообщалось, что контролируемое высвобождение ядерной энергии возможно, однако для овладения подобной техникой потребуются годы. Относительно необходимости создания бомбы никаких прямых рекомендаций в докладе не приводилось – авторы сообщали только, что появления подобного вида оружия до 1945 года ждать не стоит. Участники группы Комптона также ни словом не обмолвились ни о расщеплении ядра урана-235 быстрыми нейтронами, ни о понятии критической массы, ни о возможной конструкции бомбы.
Тем временем перспектива создания бомбы с использованием плутония становилась всё более реальной. К проекту присоединился радиохимик Гленн Сиборг (Шеберг), сын эмигрантов из Швеции. Узнав об открытии Отто Гана и Фрица Штрассмана, он занялся изучением свойств урана, а также новых элементов с атомными номерами 93 и 94. Работая вместе со своим аспирантом Артуром Валем, Сиборг сумел выделить микроскопическое количество элемента-94. О своем открытии ему хотелось сообщить всему миру, но вместо этого ученому пришлось ограничиться докладом Национальному комитету по оборонным исследованиям и редактору "Физикал ревью". Опубликовать полученные результаты можно было только после войны. Интересно, что до появления официального названия "плутоний" Гленн Сиборг в своих записках именовал 94-й элемент "медью" или "настоящей медью".
Ученые Калифорнийского университета в Беркли немедленно начали изучать реакцию деления нового элемента. Сиборг вдвоем с Эмилио Сегре нарабатывали плутоний на 152-сантиметровом циклотроне. 18 мая они зафиксировали интенсивное деление ядер плутония, примерно вдвое превышающее аналогичный показатель для урана-235. Теперь не стало никаких сомнений в том, что новый элемент лучше подходит на роль активного вещества атомной бомбы.
В то же самое время Ванневар Буш с головой ушел в реорганизацию системы исследований, финансируемых правительством, ее структуры и управления. Национальный комитет довольно успешно руководил лабораториями, однако не имел никаких полномочий в опытно-конструкторских работах, а ведь именно благодаря им результаты деятельности ученых обретали воплощение в виде реальных образцов оружия. Буш предложил создать новую организацию – Управление научных исследований и разработок (УНИР), которое руководило бы любыми техническими проектами на основе полученных научных данных. Начальник УНИР должен был отчитываться непосредственно перед Франклином Рузвельтом. На этот пост Буш предложил собственную кандидатуру. Председателем Национального комитета вместо него назначили Джеймса Конента.
22 июня войска Третьего рейха вторглись на территорию СССР, и темпы американского атомного проекта пришлось резко ускорить. Результатов ждали не просто "срочно", а "крайне срочно". Джеймс Конент, посчитав, что участникам группы Артура Комптона недостает прагматичности, которой обладают технари, обратился за помощью к инженерам компаний "Дженерал электрик", "Белл" и "Вестингауз". Однако и второй доклад группы, обнародованный 11 июля, мало отличался от первого. В нем снова положительно оценивались перспективы использования ядерной энергии, однако о бомбе и плутонии ничего не говорилось.
Артур Комптон, который в это очень важное для проекта время был в Южной Африке, всерьез опасался, что правительство вообще откажется от финансирования. Эрнест Лоуренс пропустил собрание, на котором составлялся отчет, из-за болезни своей дочери Маргарет, поэтому решил отправить участникам группы письмо и подробнейшим образом объяснить важность плутония. "Если в нашем распоряжении окажется большое количество элемента-94, – писал он, – то, скорее всего, с помощью быстрых нейтронов нам удастся вызвать цепную реакцию, в которой произойдет взрывное выделение энергии – то есть фактически мы получим "супербомбу"".
Незадолго до того, как в июле утвердили окончательный вариант доклада "Комитета Мауд", Ванневару Бушу неофициально переделали черновой вариант этого документа, составленный Джорджем Томсоном. Полученная информация прошла обсуждение в верхних эшелонах власти, после чего вопрос о будущем ядерных исследований еще более обострился. Однако Буш, видимо, решил ничего не предпринимать до тех пор, пока копия отчета не будет предоставлена ему из официальных источников.
И тут на первый план вышел Марк Олифант. Стало совершенно ясно, что Великобритания не сможет в одиночку создать атомную бомбу. Шла война, остро чувствовалась нехватка денег и материальных ресурсов. Кроме того, несмотря на то что внимание Гитлера было теперь обращено на восток, Англия все равно оставалась на осадном положении. В конце августа 1941 года Олифант вылетел в США, чтобы узнать, на какой стадии находились исследования тамошних ученых и, если потребуется, перенять их опыт. Прибыв на место, он узнал, что доклад "Комитета Мауд" передали Лайману Бриггсу, а этот "косноязычный и невзрачный человечек сунул все бумаги в сейф и ни словом не обмолвился о них членам своей организации". Ситуация не могла не огорчить Олифанта. Он встретился с руководством S-1 и открыто рассказал коллегам о возможности создания атомного оружия. Говорил Олифант весьма убедительно, и по крайней мере один из присутствующих был просто шокирован его словами: "Он так и сказал: "бомба" <…>. А я все это время думал, что мы работаем над источником энергии для подводных лодок".
21 сентября Олифант встретился с Эрнестом Лоуренсом, и тот решил отвезти коллегу на холм Чартер-Хилл, где полным ходом шло строительство 467-сантиметрового суперциклотрона. Когда гость из Великобритании кратко рассказал о содержании доклада "Комитета Мауд", Лоуренс тут же загорелся идеей выделения урана-235 электромагнитным методом. Он проявил также огромный интерес к реакции деления ядра плутония. Когда оба ученых вернулись в кабинет Лоуренса, к ним присоединился молодой физик Роберт Оппенгеймер, который тогда впервые услышал о работе над атомной бомбой.
Возвращаясь обратно в Англию, Марк Олифант не мог отделаться от мысли, что его поездка не имела никакой пользы. Однако его беспокойство было напрасным: из полученной информации Эрнест Лоуренс сделал правильные выводы и немедленно начал действовать. Он связался с Артуром Комптоном и сообщил ему о возможности создания атомной бомбы, которая сможет решить исход войны. Тот предложил поговорить с Джеймсом Конентом, встретившись с ним на церемонии по поводу пятидесятилетия Чикагского университета, на которую ученых пригласили для присвоения им почетных званий.
Встреча состоялась в доме Комптона. Лоуренс кратко рассказал о достижениях англичан и подробно остановился на перспективах получения урана-235 и на свойствах элемента-94. Он также выразил крайнее разочарование бездействием Вашингтона, который никак не желал реагировать на очевидные факты, указывающие на значительную заинтересованность Германии в развитии ядерных исследований. Джеймс Конент изначально был не очень-то настроен заниматься нововведениями, однако то, как Артур Комптон ратовал за дело, заставило его изменить отношение. Выслушав Лоуренса, Конент посмотрел на него и сказал: "Эрнест, ты говоришь, что убежден в огромной важности этой бомбы. Готов ли ты посвятить ее созданию следующие несколько лет своей жизни?" Лоуренс согласился без малейших колебаний.
Официальную копию доклада "Комитета Мауд" Ванневар Буш получил 3 октября 1941 года. 9 декабря Буш показал его Рузвельту. Америка, которую со всех сторон критиковали за политику "изоляционизма", не спешила вступать в войну. Однако, ознакомившись с фактами, подтверждавшими возможность создания атомной бомбы еще до окончания войны в Европе, президент решил действовать немедленно, даже минуя конгресс. Право принимать решения, связанные с ядерными исследованиями, он оставил за собой и крохотной горсткой своих советников, которых впоследствии стали называть "Высший президентский совет". В эту группу вошли Ванневар Буш, Джеймс Конент, вице-президент Генри Уоллес, военный министр Генри Стимсон и глава Генштаба армии США Джордж Маршалл.
6 ноября 1941 года группа Артура Комптона представила Бушу третий, и последний, вариант своего доклада. Как и в отчете "Комитета Мауд", в нем совершенно однозначно говорилось:
Действие атомной бомбы огромной разрушительной силы основано на свойствах урана-235. Создать такую бомбу ничуть не менее реально, чем воплотить в жизнь любой другой проект, не опробованный пока на практике и проверенный только в теории и на экспериментальных данных. <…> Масса урана-235, необходимая для взрывного деления, будет вряд ли составлять менее 2 килограммов, но и не превысит 100 килограммов. <…> Не следует также забывать и о том, что, вероятно, уже в ближайшие годы применение бомб, подобных описанной здесь, либо другого оружия, в котором будет использован расщепляемый уран, может обеспечить любой державе значительное военное превосходство. Очевидно, что оборонные нужды страны требуют немедленного развития данного направления.
Как видите, плутоний снова ускользнул от внимания ученых, всецело поглощенных стремлением подчинить своей власти уран-235. 27 ноября третий вариант доклада получил и Рузвельт – президент одобрил решение, принятое раньше.
В результате появилась еще одна организация, именуемая "Урановой секцией" или "Комитетом S-1" Управления научных исследований и разработок. Во главе нового образования Ванневар Буш сначала хотел поставить Эрнеста Лоуренса, но, убедившись, что тот не способен работать в условиях строгой секретности (Лоуренс даже получил выговор за несанкционированное разглашение Роберту Оппенгеймеру информации о проекте), назначил председателем Джеймса Конента.
Официальных документов, которые подтверждают принятие решения о начале работы американского атомного проекта, по всей видимости, не существует. Сохранилась только короткая записка, нацарапанная на сопроводительной бумаге из Белого дома, вместе с которой возвратили доклад группы Комптона. В записке, датированной 19 января 1942 года, говорится: "В. Б., всё в порядке, возвращаю – думаю, лучше хранить это в вашем сейфе. Ф. Д. Р.".
Страсть Оппенгеймера
Соединенные Штаты Америки вступили в войну 7 декабря 1941 года, после того как японская авиация атаковала американские базы в Пёрл-Харборе. На политике "изоляционизма" был поставлен жирный крест. Изменилось и отношение к атомному проекту. Одним из главных приоритетов на этом этапе стало создание реактора, причем сразу с прицелом на получение плутония.
Работы над реактором следовало вести в одном месте, и Артур Комптон должен был принять решение, что это будет за место. Лео Силард предлагал Колумбийский университет на Манхэттене. Эрнест Лоуренс настаивал на университете Беркли в Калифорнии. Рассматривались также Принстонский университет в Нью-Джерси и промышленные лаборатории в Питтсбурге и Кливленде. Но Комптон выбрал Чикаго.
Из соображений секретности в Чикаго развернули некий проект под названием "Металлургическая лаборатория" (или просто "Метлаб") – название не менее загадочное, чем "Комитет Мауд" или "Трубные сплавы". Энрико Ферми практически сразу согласился переехать из Колумбии в Чикаго. Одной из причин быстрого решения было то, что его исследовательская группа достигла значительных успехов в создании реактора на основе кубиков оксида урана, вставленных в решетку из графитовых брусков, но распалась, поскольку физиков директивно переводили на решение других проблем в рамках программы S-1.
Гленн Сиборг прибыл в Чикаго 19 апреля 1942 года. Если перед Ферми стояла задача запустить новый реактор до конца года, то Сиборг взялся разработать метод, который позволил бы выделить плутоний из отработанного ядерного топлива. Самая большая трудность для Сиборга состояла в том, что ему нужно было понять химию нового элемента еще до того, как будет построен реактор. Следовательно, ему нужно было найти некий другой способ накопления плутония в количестве, достаточном для химического анализа. Лучшее, что он мог придумать, – бомбардировать нитрат урана в циклотроне в течение нескольких месяцев кряду. И к 14 августа группе Сиборга удалось выделить первую крохотную партию плутония.
В рамках программы S-1 разрабатывалось несколько различных путей создания атомной бомбы. Кроме "Метлаба", целью которого были конструирование реактора и производство плутония, развивались и другие проекты: в частности, проект по выделению урана-235 способом газовой диффузии и электромагнитными методами, основанными на 94-сантиметровом циклотроне Лоуренса и на центробежной сепарации. На тот случай, если не удастся создать ураново-графитовый реактор, разрабатывалась также модель реактора на тяжелой воде. В Канаде начали строительство завода по ее производству. Учитывая неясности и проблемы, Комитет S-1 не мог определить, какой из различных способов создания атомной бомбы наиболее предпочтителен. И было принято решение прорабатывать все пути. "Чтобы реализовать такой наполеоновский подход к проблеме, потребуются инвестиции в размере около пятисот миллионов долларов и приличная партия оборудования", – заключил Джеймс Конент.
Хотя британские физики и могли по праву считать, что продвинулись дальше американских коллег в теории создания бомбы, было очевидно: американцы значительно опережают их на практическом поприще. "Ясно одно, – отмечал Уоллес Акерс вскоре после прибытия в США, – этой работой занято огромное количество людей, так что возможностей по быстрой разработке схем у них значительно больше, чем у нас".
Перед англичанами замаячила перспектива поглощения их атомного проекта американцами. Даже если бы правительство Великобритании отказалось от столь тесных контактов, американцы все равно продолжали бы работу, но больше не делились бы с союзниками своими достижениями. Серьезным препятствием было и то, что иностранцев не допускали к секретным американским проектам. Ванневар Буш считал, что для британских подданных можно сделать исключение, но далеко не все физики, работавшие в Англии, были британцами. Казалось, что проблема непреодолима.
Полным ходом работая над материалом для бомбы, Артур Комптон обращал внимание на физику реакций под действием быстрых нейтронов и последствия создания бомбы. Он поручил это направление физику Грегори Брейту, выходцу из России, но Брейт разочаровался медленным продвижением проекта и вернулся в морской флот, где служил до участия в программе S-1. Тогда Комптон пригласил на роль руководителя Роберта Оппенгеймера, который изначально был помощником у Брейта.
Роберт Оппенгеймер был выдающимся физиком, но его личные качества вызывают споры до сих пор. Сын еврейских эмигрантов, разбогатевших в США, он вырос в достатке и имел феноменальную способность к обучению. В возрасте девяти лет он мог предложить кузену задать вопрос по-латыни, на который сам отвечал по-гречески. Однако при всех его талантах Оппенгеймеру было чуждо человеческое сочувствие. Мальчиком Роберт чрезмерно гордился своей ученостью, любил покрасоваться. Роберт мог вести себя хвастливо и покровительственно, у него был острый язык. Чувства, которые он вызывал у однокашников, а потом у коллег и сотрудников, колебались от жалости до раздражения.
Окончив Гарвард, под руководством Джозефа Томпсона он занимался в Кавендишской лаборатории Кембриджа, а потом перебрался в Германию, в Гёттинген. Здесь он работал с Джеймсом Франком и Максом Борном, познакомился с Вернером Гейзенбергом, с английским физиком Полем Дираком и многими другими прославленными учеными.
Получив докторскую степень, Оппенгеймер снова прибыл в Гарвард, а потом перешел в Калифорнийский технологический институт в Пасадене. Затем он отказался от нескольких предложений научных должностей, чтобы вернуться в Европу и продолжить образование. Сначала он отправился в голландский Лейден, где сотрудничал с Паулем Эренфёстом, а потом перебрался в швейцарский Цюрих, чтобы обменяться опытом с Вольфгангом Паули, который только что завершил первый этап совместной работы с Гейзенбергом по квантовой электродинамике. В июле 1929 года Оппенгеймер вернулся в Америку и получил должность на кафедре Калифорнийского университета в Беркли.
Кроме всего прочего, Роберт Оппенгеймер также активно интересовался политикой. В середине 1930-х годов он состоял практически во всех коммунистических организациях, которые существовали в Калифорнии. Позже он пытался объяснить свою страсть к "левацким" идеям:
Я ощущал непрерывную, неугасающую ярость, вызванную тем, как с евреями обращались в Германии. У меня там были родственники, и я собирался помочь им бежать и добраться до [Америки]. Я видел, что сделала с моими студентами Великая депрессия. Они не могли найти работу, а та работа, что попадалась, совершенно им не подходила. И на их примере я начал понимать, как сильно на человеческие жизни влияют политические и экономические события.