Pred 75 leti so znanstveniki pod belilniki nogometnega igrišča v Chicagu naredili prvi korak k izkoriščanju moči verižne reakcije jedrske cepitve. Njihova raziskava je sprožila atomsko dobo in resno začela tekmo Manhattan Project v orožje nepredstavljive moči. Pozneje bi natančno enaka tehnika spodbudila gradnjo jedrskih elektrarn, ki danes dobavljajo 20 odstotkov energije v Ameriki. Od medicine do umetnosti je osupljiv in grozen potencial cepitve atoma pustil nekaj vidikov našega življenja nedotaknjenih.
Zgodba se začne konec leta 1938, ko so dela kemikov Otta Hahna, Fritza Strassmana in Lise Meitner privedla do odkritja, da je atom - katerega grško ime izhaja iz grščine za "nedeljiv", v resnici mogoče ločiti. V oddaljenem sodelovanju z Meitnerjem, judovskim beguncem iz nacistične Nemčije, ki se je naselil v Stockholmu na Švedskem, sta Hahn in Strassman bombardirala velike, nestabilne atome urana z drobnimi nevtroni na berlinski univerzi. Na svoje presenečenje so ugotovili, da lahko postopek pridobi barij, element, veliko lažji od urana. To je razkrilo, da je bilo možno cepiti uranova jedra na manj masivne, kemično različne dele.
Trojka raziskovalcev je takoj vedela, da čakajo na nekaj velikega. Spreminjanje same identitete elementa je bilo nekoč ljubitelj alkimistov: zdaj je šlo za znanstveno resničnost. Toda takrat so imeli le še nekaj znanstvenih in kulturnih revolucij, ki bi jih sprožilo njihovo odkritje.
Teoretično delo, ki sta ga opravila Meitnerjeva in njen nečak Otto Frisch, se je na to prvotno ugotovitev hitro razširilo - prispevek, objavljen v reviji Nature leta januarja 1939, ni navajal samo mehanike cepitve, temveč tudi osupljive količine energije. Ko so težka uranova jedra počila, s prehodom iz nestabilnih visokoenergijskih stanj v stabilna nizkoenergijska stanja, so sprostila ogromne količine energije. Še več, razcepljeni atomi so izbrskali potepuške nevtrone, ki so bili sposobni sprožiti cepitev v drugih bližnjih jedrih.
Potem ko je ameriška ekipa na univerzi Columbia takoj ponovila berlinski rezultat, je bilo jasno, da moč delitve atoma ni šala. Glede na takratno geopolitično ozračje je hitenje izkoriščanja te nove tehnologije dobilo ogromen pomen. Sam svet je spominjal na nestabilen atom na robu samouničenja. V ZDA se je predsednik Franklin Roosevelt vse bolj ukvarjal z vzponom karizmatičnih tiranov v tujino.
Velik reaktor je bil postavljen pod stojnicami v Staggs Field. (Univerza v Chicagu) Nekateri kemiki in fiziki so se položaj počutili še težje. "Znanstveniki, od katerih so bili nekateri (tudi Albert Einstein in madžarski fizik Leo Szilárd) begunci iz fašistične Evrope, vedeli, kaj je mogoče, " pravi profesor fizike z univerze v Chicagu Eric Isaacs. "Poznali so Adolfa Hitlerja. In s svojimi kolegi in vrstniki tukaj v Ameriki so zelo hitro ugotovili, da bo zdaj, ko smo se cepili, zagotovo mogoče uporabiti to energijo na zlobne načine. "
Še posebej zastrašujoča je bila možnost povezovanja verige cepitvenih reakcij, da bi ustvarili dovolj energije za resnično uničenje. Ta skrb je avgusta 1939 Einsteina in Szilárda spodbudila, da sta se sestala in pripravila pismo Rooseveltu, ki ga je opozoril na nevarnost, da bo Nemčija ustvarila jedrsko bombo in ga pozval, naj začne v ZDA ameriški Einstein, ki ima rad Lise Meitner je opustil svoje profesorstvo v Nemčiji, ko se je prijel antisemitski občutek, potrdil grobo sporočilo in zagotovil, da bo pustil globok vtis na predsednika.
Mesec dni kasneje je Hitlerjeva vojska krenila na Poljsko in vžgala drugo svetovno vojno. Kot opisuje Isaacs, je nerad Roosevelt kmalu nastopil na Szilárdin način razmišljanja in videl potrebo, da zavezniki premagajo Nemčijo z jedrskim orožjem. Da bi dosegel ta cilj, je uradno zaprosil za pomoč predani, nadarjeni skupini jedrskih raziskovalcev. "Sklical sem odbor, " je v nadaljevalnem pismu Einsteinu zapisal Roosevelt, "da bi temeljito preučil možnosti vašega predloga glede elementa urana."
"Pisma Einsteina je trajalo nekaj časa, da se je naselilo, " pravi Isaacs, "toda ko se je to zgodilo, se je začelo financiranje. In Arthur Holly Compton, ki je bil vodja oddelka za fiziko na univerzi v Chicagu, je do leta 1941. na univerzi lahko zbral sanjsko skupino znanstvenikov - kemikov, fizikov, metalurgov - tudi Enrico Fermi, vključno s Szilárdom. Tukaj na kampusu. In tam so izvedli poskus. "
Zračni spomin spominskega štirikotnika, ki sedaj spominja na CP-1. V njenem središču (ali jedru) je čebulna skulptura Henryja Moora "Jedrska energija". Okoliške črne vretene vsebujejo začasno instalacijo Ogrydziak Prillinger Architects z naslovom "Jedrski pragovi". (Univerza v Chicagu) Cilj sanjske ekipe je bil v nadzorovanem okolju ustvariti samooskrbni niz cepitvenih dogodkov: z drugimi besedami, jedrske verižne reakcije. Hahn in Strassman sta opazila fisije v nekaj izoliranih atomih. Zdaj so Compton, Fermi in Szilárd želeli združiti milijarde fisije, nevtroni pa so se sprostili z eno reakcijo, ki je sprožila naslednjih. Učinek bi naraščal eksponentno, prav tako pa tudi njegova energija.
Za izvedbo poskusa bi morali ustvariti prvi na svetu izdelani jedrski reaktor, škatlasto napravo iz grafitne opeke in lesa, dolge približno 60 čevljev, široke in visoke 30 čevljev. Znotraj naprave so kadmijeve kontrolne palice namočile presežne nevtrone iz reakcij cepitve in tako preprečile katastrofalno izgubo nadzora. V svoji niši pod stojnicami na univerzi Stagg Field je reaktor - zasnovan in izdelan v enem mesecu - uspešno sprožil jedrsko verižno reakcijo in nanj narisal, da bi ustvaril moč.
Delo znanstvene skupine v Chicagu z vsemi zvezdami je predstavljalo ključni prvi korak k cilju Manhattan projekta, da razvije jedrsko bombo pred osi. Ta cilj bi bil uresničen leta 1945, ko so ZDA spuščale atomske bombe nad Hirošimo in Nagasakijem, s čimer so vojno končale smrtonosno in provokativno. ("Gorje mi, " je po poročanju novice povedal Einstein.) In vendar je preboj Chicaga Pile-1, poimenovan CP-1, predstavljal več kot korak k večji vojaški moči za ZDA, saj je pokazal človeško moč zmogljivost, da se dotaknemo samega atoma za gorivo.
Ena najočitnejših zapuščin eksperimenta CP-1 je rast jedrske energije, ki jo je fizik Enrico Fermi po svojem času s prikrito raziskovalno obleko v Čikagu odigral ključno vlogo. "Fermi res ni imel zanimanja za orožje na dolgi rok, " pravi Isaacs. "Seveda je delal na projektu Manhattan in bil popolnoma predan, toda ko se je končala vojna, je še naprej gradil reaktorje z idejo, da bi jih uporabili za civilno uporabo, za proizvodnjo električne energije."
Henkle Moore "Jedrska energija", kot je prikazano s strani. V ozadju se nahaja kupola knjižnice Joe in Rika Mansueto. (Univerza v Chicagu) Isaacs ugotavlja, da je nadzorovana cepitev, prikazana s CP-1, tudi utrla pot za vključitev jedrske tehnologije v medicino (pomislite na rentgenske žarke, CT in druga diagnostična orodja ter na zdravljenje z rakom) in v kmetijstvo (Isaacs navaja kot eno na primer stalno prizadevanje za gensko raznolikost banan s taktičnim obsevanjem njihovih genov). Pa vendar je bil eden največjih vplivov CP-1 na prakso same znanosti.
"Če pomislite na to, kaj se je zgodilo takoj po vojni, " pravi Isaacs, "so bile nekatere prve stvari, ki so jih ustvarile zvezne agencije, ki financirajo raziskave v tej državi: Komisija za atomsko energijo, ki se danes imenuje Ministrstvo za energijo, in leta pozneje, Nacionalni inštitut za zdravje in Nacionalna znanstvena fundacija. "Te agencije so nastale po uspehu CP-1 in Manhattanskega projekta, ki je širše odprl pot ponovni javni veri v znanost in tehnologijo.
Zaradi prizadevanj CP-1 je znanstveno sodelovanje prestige "dream team" postalo vidno. Isaacs vidi današnje raziskave medkolagijskih raka, na primer, naravni podaljšek modela Manhattan Project: združite najsvetlejše možgane iz vse države in dovolite, da se čarovnija zgodi. Zahvaljujoč internetu, sodobni raziskovalci pogosto izmenjujejo podatke in hipoteze digitalno, ne pa fizično, toda hitri ogenj, ciljno usmerjena ideja in izdelava prototipov v Chicagu Pile-1 so zelo živi in zdravi.
Stagg Field je bil zaprt leta 1957, belilniki, ki so nekoč zaklonili prvi umetni jedrski reaktor na svetu, pa so bili na koncu porušeni. Stran je zdaj skromno siv štirikotnik, obdan z univerzitetnimi raziskovalnimi prostori in knjižnicami. V središču tega odprtega prostora je izrazita bronasta skulptura z zaobljenim karaparom, ki spominja na atomske preboje. Njegovo obliko bi lahko razlagali bodisi kot zaščitni ščit ali kot greben gobega oblaka. Korak z naslovom "Jedrska energija" je posebej naročil abstraktni kipar Henry Moore.
"Ali se to raztopi, " predsedujoča umetnostni zgodovini Univerze v Chicagu Christine Mehring o Moorovi kriptirani skulpturi sprašuje, "ali se razvija?" V jedrskem svetu, ki ga sedaj zasedamo, v katerega smo bili predani pred 75 leti, takšna vprašanja izgledajo usodna preganjati nas za vedno.
