Houtermans, физик между Хитлер и Сталин за науката
Фридрих Хутерманс е несправедливо забравен пионер в ядрената физика. Неговите творби са още по-забележителни, тъй като той ги изпълнява, едва оцелявайки от нацистки и сталинистки гнет.
Фриц Хутерманс по време на докторското си изследване за стимулирана емисия във флуоресценцията на живака (вляво) или с приятели физици в Гьотинген (вдясно на преден план), сред които Джордж Гамов (2-ро отляво).
Всички цифри са от автора.
През ХХ век са работили толкова много велики физици, че не е изненадващо, че някои са останали незабелязани. Фридрих Георг Хутерманс (1903-1966), или по-кратко Фриц Хутерманс, е един от тях. Този син на банкер от Данциг (сега Гданск в Полша) и виенец от заможно семейство, който притежаваше и една от първите австрийски женски докторски степени, имаше всичко срещу себе си през 30-те и 1940 г.: Той беше и евреин, и комунист. Без действието на съпругата си и големите физици в Европа той щеше да изчезне в сталинистки или нацистки лагер. Но той оцеля и преследва несъмнено кариера на физик, толкова плодовита, че го превърна в един от пионерите на съвременната физика.
В началото на 20-те години Хутерманс се присъединява към безплатното училище Wickersdorf в Тюрингия, за да завърши средното си образование. Светските и демократични принципи на това частно училище несъмнено подхождат на този оригинален младеж по-добре от австрийската гимназия, която току-що го уволни, защото той рецитира публично Манифеста на комунистическата партия.
След това заминава да учи физика в Гьотинген. През 20-те години този малък университетски град в Долна Саксония е в челните редици на изследванията във физиката и математиката. Неговият ръководител на дипломната работа Джеймс Франк, чрез изследванията си върху атомните удари, допринася за валидирането на модела на Бор (според който водородният атом се състои от ядро, около което електронът се движи в орбита на едно от няколко възможни енергийни нива) и по-общо от квантова теория. Той стартира своя ученик в изследването на флуоресценцията на живачния атом. Houtermans показва, че стимулирането на тази светлинна емисия предполага възбуждаща вълна с честота малко по-висока от тази, съответстваща на разликата между енергийните нива на атома.
Австриец, щастлив да живее и страстен
След като получава докторска степен през 1927 г., Хутерманс остава в Гьотинген една година, за да работи с Джордж Гамов, руски учен от Ленинград (сега Санкт Петербург). Двамата млади изследователи заедно публикуват теория за алфа разпада, форма на радиоактивност. В автобиографията си руският физик ще опише колегата си по това време като австриец, щастлив да живее и запален по теоретичните въпроси. Теорията на Гамов-Хутерманс, произтичаща от това сътрудничество, се основава на идеята, че алфа частицата успява да напусне ядрото благодарение на тунелния ефект, идея, която руският физик току-що е разработил.
Това сътрудничество приключва през есента на 1928 г., Хутерманс напуска Гьотинген, за да стане асистент на Густав Херц в Техническия университет в Берлин. През 1932 г. той получава разрешението си да ръководи изследвания, след като работи върху изместванията на свръхфини нива (електронни поднива поради магнитното влияние на ядрото), причинени от малката разлика в масата, разделяща два изотопа.
В същото време той си сътрудничи с английския астрофизик Робърт д'Ескурт-Аткинсън, който също идва от Гьотинген. Двамата изследователи работят върху идеята, че два доста бързи протона (следователно енергийни) могат да преодолеят своето електростатично отблъскване благодарение на тунелния ефект и да се слеят в ядро на деутерий (h 2), екзотермична реакция, която би обяснила производството на енергия в звезди. Тъй като нито Houtermans, нито d'Escourt-Atkinson са теоретици, те канят Gamow да кара ски, за да обсъди тази реакция на синтез и да установи енергийния си баланс. Десет години по-късно Карл Фридрих фон Вайцакер в Германия и Ханс Бете в САЩ ще се позоват на тази новаторска работа, когато ще предложат модел за производство на енергия в звезди от слънчев тип.
В Берлин Хутерманс също е пионер в изследванията за произхода на електронния микроскоп. В Техническия университет Макс Нол и неговият студент Ернст Руска работят за изграждането на електростатични лещи за формиране на микроскопични изображения с помощта на фокусирани електронни лъчи. Houtermans обръща внимание на факта, че в такова устройство разделителната способност се определя от "дължината на вълната на де Бройл" на електрона.
През 1930 г., по време на пътуване до Съветския съюз, Хутерманс се жени за Шарлот Рифенщал, която е завършила докторат в същия институт като него и същата година. В Берлин двойката бързо стана известна с гостоприемството си: пиянските вечери, посещавани от гости като Гамов, Волфганг Паули и много други, следваха един след друг под техния покрив. Обсъждаме основно физика, но също така политика и музика. Апартаментът е и мястото на конспирации, тъй като Хутерманс, комунист от младостта си, информира "апарата за наблюдение на предприятията", орган на германската комунистическа партия, работещ в тясно сътрудничество със съветското военно разузнаване. За ролята на Хутерманс се знае малко, но загадъчното споменаване в партиен документ от 1935 г. предполага, че той е изпълнявал мисии за индустриален шпионаж за Съветския съюз, за да удовлетвори своите преки спонсори.
На 30 януари 1933 г. нацистката партия се издига на власт и започва преследването на евреите и на всички, които не се присъединяват към нейните идеи. Houtermans може да бъде само в опасност. В университета нацистките групи го нападат физически. Нацистката милиция нахлу в дома му, но не намери доказателства за неговите комунистически възгледи. Тъй като той е евреин, не е нужно много време да бъде уволнен от университета по нацисткия закон, известен като „възстановяване на държавната служба“.
В края на юли 1933 г. семейство Хоутерманс, което сега има дъщеря на име Джована, избяга от Германия. След отклонения през Париж и Копенхаген тя пристига в Англия, където руският физик Пьотр Капица дава работа на Хутерманс в електронната компания EMI в Хейнс. Ролята му в екипа за телевизионно развитие не го изпълнява, Хутърманс се ангажира експериментално да провери съществуването на стимулираното излъчване на светлина от атомите, явление, предположено от Айнщайн още през 1916 г., но все още непроверено. Поради липса на адекватно оборудване той трябва да прекрати тестовете си, но може би се е приближил много близо до откриването на лазерната емисия.
В същото време Houtermans е силно ангажиран да помага на всички, които бягат от нацисткия режим, като помага на изследователите на германски емигранти да си намерят работа. Фактът, че се е срещнал с Александър Лейпунски, ядрен физик, дошъл от Харков в Украйна, за да работи в Института на Ърнест Ръдърфорд в Кеймбридж между 1933 и 1934 г., предполага, че контактите му със съветските тайни служби продължават.
Емиграция в СССР
Въпреки предупрежденията на майка му и колеги, които са били запознати със съветските условия на живот, семейство Хоутърманс емигрира в СССР през пролетта на 1935 г. Това не беше пътуване до непозната земя, не само защото Хутърманс се чувстваше политически близък до нея., но и защото има професионална перспектива. Като част от своята обширна програма за модернизация и индустриализация, Съветският съюз се стреми да компенсира липсата си на квалифициран персонал чрез набиране на западни учени, инженери и индустриални специалисти. Сред тях много физици, включително германци, ще работят във Физико-техническия институт на Украйна (UFTI) в Харков.