Понтекорво Бруно Максимович

Он бежал из Италии от фашистских расовых законов, из Франции — от наступающих немцев, а в 1950 году, в разгар холодной войны, тайно вылетел из Рима в Стокгольм и исчез. Западные спецслужбы искали его, подозревая в шпионаже, а он объявился в СССР, где продолжил работу, которая в итоге принесла другим Нобелевские премии. Бруно Понтекорво — итальянский и советский физик (1913–1993), один из самых молодых учеников Энрико Ферми, изобретатель нейтронного каротажа нефти и человек, предсказавший нейтринные осцилляции.

Младший из «ребят с улицы Панисперна»

Бруно Понтекорво родился 22 августа 1913 года в Марина-ди-Пиза, четвёртым из восьми детей в состоятельной еврейской семье. Отец, Массимо, вместе с братьями управлял сетью текстильных фабрик, основанной дедом Пеллегрино; на этих фабриках работало более двух тысяч человек. Дед по материнской линии, Арриго Марони, был главврачом миланской больницы.

Сначала Понтекорво поступил в Пизанский университет на инженера, но через два года, в 1931-м, по совету старшего брата Гвидо, будущего известного генетика, перевёлся в Римский университет. Там Энрико Ферми собрал группу молодых учёных, известную как «ребята с улицы Панисперна». Восемнадцатилетнего Понтекорво приняли сразу на третий курс. Ферми отзывался о нём как об одном из самых ярких людей, с которыми встречался за свою карьеру, а коллеги прозвали Куччиоло — «щенок».

В 1934 году Понтекорво участвовал в знаменитом эксперименте Ферми, который открыл явление замедления нейтронов. Оказалось, что лёгкие элементы вроде водорода замедляют нейтроны сильнее, чем тяжёлые, а медленные нейтроны легче поглощаются ядрами. Патент на это открытие, выданный в 1935 году, был оформлен на имя Ферми, Понтекорво и ещё пятерых соавторов.

Париж, война и ядерная физика для нефти

В феврале 1936 года Понтекорво уехал в Париж, в лабораторию Ирен и Фредерика Жолио-Кюри. Там он обнаружил существование ядер-изомеров — долгоживущих возбуждённых состояний ядер. Облучая индий, он получил состояние с периодом полураспада 4,5 часа, что в миллиарды раз дольше обычного. Жолио-Кюри назвал это явление «ядерной фосфоресценцией», а Понтекорво получил за работу премию Кюри-Карнеги.

В Париже он познакомился с коммунистическими идеями и в 1939 году, на следующий день после подписания пакта Молотова — Риббентропа, вступил в компартию, демонстрируя личную веру в политику СССР. Когда в 1940 году немцы приблизились к Парижу, Понтекорво с семьёй бежал на велосипедах. Британцы не захотели давать убежище «нежелательному» учёному, но его коллега Эмилио Сегре рекомендовал его на работу в американскую нефтяную компанию Well Surveys Inc. в Талсе, штат Оклахома.

В Талсе Понтекорво создал нейтронный источник на основе радия и бериллия и к июню 1941 года собрал устройство, которое различало сланец, известняк и песчаник под землёй. Так появился метод нейтронного каротажа нефти — первое практическое применение открытия медленных нейтронов, которое используется десятилетиями. На своё оборудование он получил четыре патента.

Манхэттенский проект и бегство в СССР

В 1943 году Понтекорво присоединился к британскому ядерному проекту Tube Alloys в Канаде, который затем стал частью Манхэттенского проекта. В лабораториях Чок-Ривер он участвовал в проектировании реактора ZEEP — первого реактора за пределами США, запущенного в 1945 году, — а затем и более мощного NRX. Параллельно он изучал космические лучи, распад мюонов и то, что вскоре стало его главной темой, — нейтрино.

1 сентября 1950 года, находясь в отпуске в Италии, Понтекорво с женой и тремя сыновьями внезапно вылетел в Стокгольм, а затем через Финляндию тайно перебрался в СССР. Его исчезновение вызвало панику в западных спецслужбах, опасавшихся утечки атомных секретов. Сам Понтекорво всегда отрицал, что работал над ядерным оружием, но никогда не подтверждал и не опровергал, что был шпионом. Фактических доказательств против него так и не нашли. В 1955 году он публично объяснил мотивы своего решения, и Великобритания лишила его гражданства. Выезжать из СССР ему разрешили только в 1978 году.

Нейтрино: предсказания, опередившие время

В Дубне, в Объединённом институте ядерных исследований, Понтекорво полностью сосредоточился на теоретической физике. Ещё в 1945 году он заметил: нейтрино, попадая в ядро хлора, превращает его в нестабильный аргон-37, который можно зарегистрировать. В 1959 году он предложил использовать хлор для обнаружения солнечных нейтрино. Когда в конце 1960-х Рэй Дэвис провёл такой эксперимент, обнаружилось, что нейтрино в два-три раза меньше, чем предсказывала теория. Эта проблема получила название проблемы солнечных нейтрино.

Решение Понтекорво предложил ещё в 1957 году: нейтрино разных типов могут превращаться друг в друга. Электронное нейтрино, летящее от Солнца, становится мюонным, и хлор его просто не замечает. Для этого нейтрино должны иметь массу. Идея нейтринных осцилляций была окончательно подтверждена экспериментом Супер-Камиоканде в 1998 году, а в 2015-м за это открытие присудили Нобелевскую премию. Сам Понтекорво её не получил.

В 1958 году он также предсказал, что взрывы сверхновых порождают мощные вспышки нейтрино — это подтвердилось в 1987 году при регистрации сверхновой SN1987A. Понтекорво умер в Дубне 24 сентября 1993 года от болезни Паркинсона. По его желанию половину праха захоронили на протестантском кладбище в Риме, половину — в Дубне.

Наследие и память

В 1995 году ОИЯИ учредил премию Понтекорво, которая ежегодно присуждается за значимые исследования в физике элементарных частиц. В 2006 году в Москве на доме на Тверской улице, где физик жил с 1950 года, установили мемориальную доску, а в 2013-м в Дубне ему открыли памятник.

Семейная история Понтекорво не менее примечательна, чем научная. Его брат Джилло стал кинорежиссёром, поставившим «Битву за Алжир», брат Гвидо — генетиком. Двоюродный брат Эмилио Серени был видным деятелем Итальянской компартии. Сын Тито, названный в честь югославского лидера, стал океанологом и предпринимателем в Техасе, а Джиль и Антонио живут в Дубне на улице Понтекорво.

Частые вопросы о Бруно Понтекорво

Был ли Понтекорво советским шпионом?

Однозначного ответа нет. Перебежчик Олег Гордиевский и бывший замглавы внешней разведки Судоплатов называли его шпионом, но Судоплатов спутал его с агентом «Млад», которым был Тед Холл. Сам Понтекорво никогда этого не подтверждал и не опровергал, а прямых доказательств не найдено.

Почему Понтекорво не получил Нобелевскую премию?

Нобелевскую премию за открытие нейтринных осцилляций присудили в 2015 году, через 22 года после его смерти. За другие его работы премии также давали другим: Райнсу — за обнаружение антинейтрино, Дэвису — за регистрацию солнечных нейтрино.

Что такое нейтронный каротаж?

Это метод поиска полезных ископаемых, который Понтекорво изобрёл в 1941 году, работая на нефтяную компанию в Оклахоме. Нейтроны облучают породу, а по характеру вызванной ими радиоактивности определяют, что находится под землёй — нефть, вода или пустая порода.