Хоффман. Можно ли сделать золото?
МОЖНО ЛИ СДЕЛАТЬ ЗОЛОТО?
Читать с самого начала: Читать с начала 4 главы: Ответ дает точная наука Многие химики, объединенные в Немецкое химическое общество с осуждением смотрели на чужака Мите, который собирался сделать карьеру за их счет. Однако одним недоверием нельзя было изобличить Мите, а получить доказательства можно было, только имея надежную информацию. Поэтому "алхимиков" из Шарлоттенбурга пригласили сделать отчет перед обществом об их выдающихся работах. Что это - реверанс перед алхимией?
Если прочесть протокол заседания от 15 июня 1925 года, то ощущаешь необычайную напряженность, в которой протекало это собрание. Председатель, Макс Боденштейн, приветствовал многочисленных присутствующих, быстро обсудил внутренние вопросы общества, чтобы вслед за этим перейти к главному. Затем место на кафедре занял Мите и начал говорить "об образовании золота из ртути". После этого Штамрайх должен был доложить об "обнаружении образования золота из ртути". На этот раз не было других докладов, которые обычно освещают многие стороны химических исследований, В этот день, 15 июня 1925 года, на повестке дня общества стоял лишь один вопрос: искусство делать золото.
Мите доложил о своих новейших достижениях. Повысился выход золота в равномерно работающих дуговых лампах. Он сообщил, что в исследовательской лаборатории всемирно известной фирмы Сименса были также начаты самостоятельные опыты. У Сименса исследователи Думе и Лотц определили, что золото образуется даже при пропускании через ртуть тока достаточной силы.
Примечательно, что в последовавшей за этим дискуссии практически не выражались сомнения, а скорее тихое, безмолвное удивление. В этом была немалая вина Фрица Габера. Он повторял опыты Мите и теперь сообщил, что, как и его коллега, обнаружил золото. Габер не мог не поздравить господина Мите с этим "
научным достижением, самым замечательным за последние десятилетия
". Другие ученые заглушили свои сомнения: тайный советник Габер считался авторитетом в химической науке, его способ определения микроколичеств золота должен быть неуязвимым.
Однако вскоре наступил перелом. Подозрений у химиков возникало тем больше, чем больше признаний делал Мите. Золото то образуется, и всегда в минимальных количествах, то снова не образуется. Никакой пропорциональности не обнаруживается, то есть количества золота не возрастают с увеличением содержания ртути, повышением разности потенциалов, при большей длительности работы кварцевой лампы. Получалось ли действительно искусственно то золото, которое обнаруживали? Или оно уже присутствовало раньше? Быть может, Мите - такая же жертва самообмана, как и его предшественники-алхимики, которые, сами того не ведая, обогащали незначительные примеси золота?
Источники возможных систематических ошибок в методе Мите проверяли несколько ученых из химических институтов Берлинского университета, а также из лаборатории электрического концерна Сименса. Химики прежде всего детально изучили процесс перегонки ртути и пришли к удивительному заключению: даже в перегнанной, казалось бы, не содержащей золота ртути всегда имеется золото! Оно либо появлялось в процессе перегонки, либо оставалось растворенным в ртути в виде следов, так что его нельзя было сразу обнаружить аналитически. Только после длительного стояния или при распылении в дуге, вызывавшем обогащение, оно вдруг вновь обнаруживалось. Такой эффект мог вполне быть принят за образование золота.
Эти новые факты уже в августе 1925 года привели коллег из университета к выводу: " Образование золота из ртути, по данным Мите и Штамрайха, по меньшей мере, плохо воспроизводится
". Когда путем многократной перегонки в высоком вакууме была действительно получена ртуть, не содержащая золота, то с ней в ртутной лампе золота совсем не образовывалось.
Выявилось еще одно обстоятельство. Использованные материалы, в том числе кабели, идущие к электродам, и сами электроды,- все содержало следы золота. Габер, который это установил, смог показать, что "превращение" ртути в золото практически происходило до тех пор, пока пары ртути извлекали золото из материала электродов.
По мнению Фрица Габера, вполне можно было ошибиться приняв обнаруженные в таких опытах следы золота за искусственно полученные. Он привел в качестве примера своего сотрудника обнаружившего при каких-то аналитических исследованиях следы золота, которые другие не находили. Этот аналитик имел привычку часто снимать или сдвигать свои очки в золотой оправе. Затем он теми же руками брал крошечный кусочек чистого свинца, чтобы поместить его в тигель для пробирного анализа. Такой "ошибки" было достаточно, чтобы обнаружить микропримеси золота в свинце.
Габер установил также, что золото в измеримых концентрациях переносится воздухом. Он профильтровал несколько сотен литров воздуха из помещений своего института через целлюлозу, пропитанную солью свинца, и аналитически обнаружил золото. После этого Габер стал проводить перепроверку данных Мите только в тех помещениях, где никогда не работали с золотом или вообще не проводили никаких опытов. Кроме того, его сотрудники должны были предварительно тщательно очистить эти помещения, даже заново их покрасить.
При минимальных концентрациях золота, лежавших на пределах точности определения, первоочередной проблемой становилась опасность увлечения посторонних следов золота. Следовательно, ошибка возможна, разъяснял Габер. Такая ошибка исключена, если будет обнаружено, что количество найденного золота нарастает, притом пропорционально взятому количеству ртути и длительности опыта. Лишь в этом случае результатам можно доверять.
Исследователи лаборатории акционерного общества "Сименс и Хальске" в Берлине, которые, как и Габер, усердно выискивали какое-либо пропорциональное увеличение выхода золота, в конце концов заявили, что удалось установить только одну "пропорциональность": с возрастанием числа найденных источников ошибок и их устранением в опытах количество золота все больше уменьшалось!
Да, с искусственным золотом из "волшебной лампы Мите" дела были плохи. На совещании физиков в Данциге в сентябре 1925 года Мите дали это почувствовать, после того как он сделал обзор своих работ. Началась горячая дискуссия.
Физики тоже перестали верить в трансмутацию ртути.
Несколько позже, в ноябре 1925 года, на научном съезде в Берлине Мите горько жаловался, как много драгоценного времени приходится затрачивать на то, чтобы экспериментальным путем опровергнуть обвинение в загрязнении ртути золотом. Ведь тайный советник все еще верил в свои результаты, все еще клялся, что образовалось искусственное золото.
10 мая 1926 года Немецкое химическое общество вновь разослало приглашения на "заседание алхимиков"- так вполне можно было его назвать, ибо четыре доклада касались опытов Мите. "Изобретатель" тоже присутствовал, но лишь в качестве гостя. Ему собирались дать слово только в дискуссии, для того чтобы он мог защищаться. На этот раз ветер подул уже не в ту сторону, что год назад на заседании, посвященном этой же теме.
Докладчики - профессора и исследователи из институтов Берлинского университета, из исследовательской лаборатории концерна Сименса, а также Фриц Габер из Института химии и электрохимии Общества кайзера Вильгельма - сообщали о своих опытах, которые во всех случаях привели к отрицательным результатам. Для некоторых ученых это не было новостью. Габер привлек новые данные еще 3 марта 1926 года на заседании Общества кайзера Вильгельма в Берлине в докладе "К вопросу о превращаемости химических элементов". Кроме того, в специальном журнале появилась его статья под заголовком: "О мнимом образовании искусственного золота из ртути".
На заседании Химического общества доклад Габера был убедительным. Он доложил, что все эксперименты после исключения источников ошибок дали отрицательные результаты, и заключил: "
Таким образом, мы окончательно прекращаем все опыты по трансмутации как бесперспективные
".
Загнанный в тупик вопросами химиков Мите должен был открыть происхождение тех 91 мг "искусственного" золота, которые послужили для определения относительной атомной массы. По сравнению с теми миллионными долями грамма, которые он обычно обнаруживал, это было необычайно большое количество. Как получил он это золото? Мите признался, что золото было добыто из ртути старых разрядных ламп. Он тогда полагал, что ртуть из ламп по своей природе не может содержать золота.
После такого объяснения Габер не смог сдержать недовольства: как это Мите позволил себе послать такие остатки для определения атомной массы. Конечно, это было природное золото. Поэтому относительная атомная масса "искусственного" золота столь отлично совпала с данными для природного элемента!
К концу заседания Габер нашел несколько утешительных слов для разочарованного алхимика: " Только благодаря невероятно трудоемким работам господ Мите, Штамрайха и Нагаока стал известен тот неожиданный факт, что в ртути и других металлах, находящихся в природе, содержится благородный металл. По этой причине их усилия, безусловно, не пропали даром для химической науки... На основании их опытов мы пришли к абсолютной уверенности, что при использовании указанных здесь средств золота не образуется
".
Было ли это уже концом? Скорее всего, нет. Некоторые вопросы оставались открытыми. Все еще существовало убедительное заявление физиков-атомщиков, согласно которому такая трансмутация возможна с точки зрения атомной теории. Как известно, при этом исходили из предположения, что изотоп ртути
Hg поглощает один электрон и превращается в золото.
Однако такая гипотеза была опровергнута сообщением Астона, появившемся в журнале "Нейчур" в августе 1925 года. Специалисту по разделению изотопов удалось с помощью масс-спектрографа с повышенной разрешающей способностью однозначно охарактеризовать линии изотопов ртути. В результате выяснилось, что природная ртуть состоит из изотопов с массовыми числами 198, 199, 200, 201, 202 и 204.
Следовательно, устойчивого изотопа
Hg вовсе не существует! Если бы бомбардировка ртути электронами действительно давала золото, то оно должно было бы иметь более высокую относительную атомную массу, чем природное, по меньшей мере 198. К такому выводу пришел Астон. Однако такие неизвестные изотопы золота были бы, по всей вероятности, неустойчивыми. Если бы они образовались, то их очень легко было бы обнаружить по радиоактивности.
Следовательно, нужно считать, что получить естественное золото-197 из ртути обстрелом ее электронами теоретически невозможно и опыты, направленные на это, можно заранее рассматривать как бесперспективные. Это в конце концов поняли исследователи Харкинс и Кей из Чикагского университета, которые взялись было за превращение ртути с помощью сверхбыстрых электронов. Они бомбардировали ртуть (охлаждаемую жидким аммиаком и взятую в качестве антикатода в рентгеновской трубке) электронами, разогнанными в поле 145 000 В, то есть имеющими скорость 19 000 км/с.
Аналогичные опыты проделывал и Фриц Габер при проверке опытов Мите. Несмотря на весьма чувствительные методы анализа, Харкинс и Кей не обнаружили и следов золота. Вероятно, полагали они, даже электроны со столь высокой энергией не в состоянии проникнуть в ядро атома ртути. Либо образовавшиеся изотопы золота столь неустойчивы, что не могут "дожить" до конца анализа, длящегося от 24 до 48 ч.
Таким образом, представление о механизме образования золота из ртути, предложенное Содди, было сильно поколеблено. Попытки других толкований с точки зрения ядерной физики также наткнулись на непреодолимое препятствие. В ртутной лампе, кроме золота, находили также и серебро, часто в больших количествах.
С позиций теории строения атома образование серебра (заряд ядра 47) из ртути (заряд ядра 82) нельзя объяснить. До сих пор были известны лишь радиоактивные превращения одного элемента в другой, непосредственно соседствующий в периодической системе. В своем заключительном слове, обращенном к Мите, Габер говорил: "
Возникновение серебра из ртути означало бы новый тип превращения элемент
