השואה של מדען הגרעין

כשמעבירים אור לבן דרך מנסרה, אפשר להפריד בין הצבעים המרכיבים אותו, ולקבל רצף של צבעים, מאדום בקצה אחד ועד סגול בקצה השני – אותה תופעה שמתרחשת בקשת בענן. אבל האור שנפלט מגז לוהט, כולל של מתכת שהתחממה לטמפרטורה גבוהה מאוד, לא מסתדר ברצף כזה, אלא בקווים בדידים האופייניים לכל חומר, המכונים קווי סְפֶּקְטְרוּם. קווים דומים רואים גם כשמאירים על חומרים, ובודקים את אורכי הגל שהם בולעים. כבר במאה ה-19 הבחינו מדענים שיש מרווחים קבועים בין הקווים האלה, אך לא ידעו להסבירם.

מי שפתר את התעלומה היה הפיזיקאי הדני האגדי נִ ילְס בּוֹר (Bohr), שפיתח ב-1913 מודל המסביר את הקווים האלה: האלקטרונים שנמצאים סביב גרעין האטום אינם יכולים להימצא בכל מקום, אלא רק במסלולים קבועים ויציבים. כשהאטום מקבל אנרגיה, למשל אם מחממים אותו, אלקטרון עשוי "לקפוץ" למסלול גבוה יותר, רחוק יותר מהגרעין. בשלב מסוים הוא "נופל" חזרה למסלולו המקורי, ואת עודף האנרגיה הוא פולט בצורת פוֹטוֹן, כלומר אור. עוצמת האנרגיה קובעת את אורך הגל של הפוטון ואת צבע האור. קווי הספקטרום משקפים את המסלולים של האלקטרונים סביב הגרעין.

הגילוי של בור השלים תגליות של מקס פלנק ושל אלברט איינשטיין, שהראו כי קרינה נפלטת במנות קבועות. המנות האלה קיבלו את השם "קוונטים" (מהמילה הלטינית quantus, "כמות"), והממצאים החדשים היו לאבן יסוד חשובה בתיאוריה החדשה, תורת הקוונטים, המסבירה תופעות רבות ברמה החלקיקית.

אבל יש שאלות שגם תורת הקוונטים וגם הפיזיקה הקלאסית לא הצליחו לענות עליהן, והן נשארו פתוחות בשנות ה-20 של המאה הקודמת. אחד הדברים שמדענים לא הצליחו להסביר הייתה תופעה שגילה הפיזיקאי ההולנדי פיטר זֵיימָן (Zeeman) ב-1896: דפוס פליטת ובליעת האור של חומרים שונים משתנה ליד שדה מגנטי. אותם קווי ספקטרום קבועים ומוכרים, הופכים לפתע לזוגות או קבוצות של קווים דקים יותר. את ההסבר הצליחו לספק ב-1925 שני פיזיקאים צעירים ואלמונים, גיאורג אוּלֶנְבֶּק (Uhlenbeck) וסמואל חַאוּדְסְמִיט (Goudsmit).

קווי הספקטרום של נתרן שצילם זיימן ב-1896, בלי שדה מגנטי (למעלה) ובנוכחות השדה). מקור: ויקיפדיה, נחלת הכלל

הכובען שהיה לפיזיקאי

סמואל אברהם חַאוּדְסְמִיט נולד ביולי 1902 בהאג, למשפחה יהודית מהמעמד הבינוני. אביו היה יצרן של אביזרי אמבטיה, ואמו ניהלה חנות מצליחה לכובעי נשים. מגיל צעיר הוא גילה חוש לאופנה, ואהב לעבוד עם אמו בחנות, לעזור לה לעצב כובעים חדשים, וכן לסייע ללקוחות להתאים לעצמן את הכובעים ההולמים ביותר.

הוא היה תלמיד בינוני למדי בתיכון, והמקצועות היחידים שהצטיין בהם היו מתמטיקה ומדעים. במיוחד הוא התעניין בפיזיקה, לאחר שבגיל 11 דפדף בספר פיזיקה של אחותו הגדולה, וקרא שם, לפי עדותו, איך תחום הספקטרוסקופיה הוכיח שכל הכוכבים מורכבים מאותם יסודות. למרות העניין שלו בפיזיקה, זה לא נראה לו כמו מקצוע לעתיד. אופנת הכובעים הייתה אפיק תעסוקה הרבה יותר מבטיח, כפי שסיפר בראיון לכתב העת New Yorker.

אבל כשהיה לקראת סיום לימודיו בתיכון, נאלצה אמו לסגור את החנות בשל בעיות בריאות. מושבי אסלה מעוצבים לא דיברו אליו כמו כובעים נאים, ולכן השתלבות בעסק של אביו לא משכה אותו כלל. כך נרשם חַאוּדְסְמִיט ללימודי פיזיקה באוניברסיטת ליידן. שם הוא מצא כימיה טובה עם אחד ממוריו, הפיזיקאי הידוע פאול אֶרֶנְפֶסְט (Ehrenfest) ואף המשיך אצלו ללימודי דוקטורט. אחד הדברים שאפיינו את חַאוּדְסְמִיט כפיזיקאי הייתה אינטואיציה טובה, והיא איפשרה לו למצוא נוסחה מתאימה לחישוב אותם זוגות של קווי ספקטרום, גם בלי להבין מדוע הנוסחה עובדת.

ארנפסט (במרכז מלפנים) עם תלמידיו ב-1924. חאודסמיט שני משמאל, פרמי מימין | מקור: אוניברסיטת שיקגו

עושים ספין לאלקטרון

באותו זמן הצטרף אליו תלמיד נוסף לדוקטורט, גיאורג אוּלֶנְבֶּק, שנעדר מהלימודים לתקופה משום ששימש מורה פרטי לילדיו של שגריר הולנד באיטליה. אֶרֶנְפֶסְט ביקש ממנו להצטרף לחַאוּדְסְמִיט כדי להתעדכן בהתפתחויות האחרונות בפיזיקה המודרנית. ערב אחד, בסתיו של שנת 1925, הם דיברו על קווי הספקטרום של המימן, ולפתע הבריק במוחם הסבר פשוט לתופעה, סיפר חַאוּדְסְמִיט לימים: לאלקטרון יש סְפִּין.

לכל חלקיק בטבע יש כמה תכונות שבעזרתן אנו יכולים לתאר אותו ואת מצבו, כמו מסה, מהירות ומטען חשמלי. התובנה של חַאוּדְסְמִיט ואוּלֶנְבֶּק הייתה להוסיף לתכונות האלה גם את הסְפִּין, כלומר סיבוב של האלקטרון סביב עצמו. למעשה אלקטרון המסתובב סביב עצמו הוא רק תיאור ציורי, והחלקיק ככל הנראה אינו מבצע תנועה כזו, אבל מבחינה מתמטית התיאור של גוף מסתובב דומה לתיאור של חלקיק עם ספין, וגם משתלב היטב בנוסחאות הפיזיקליות. במקרה של הקווים הספקטרליים של המימן, השדה המגנטי יוצר הפרדה בין אלקטרונים בעלי ספין חיובי לבין אלקטרונים בעלי ספין שלילי, ולכן כל קו מתפצל.

שני הדוקטורנטים הצעירים עשו את החישובים וניסחו את התיאוריה תוך לילה אחד. הם היו כה שקועים בעבודתם עד שלא הרגישו שבחוץ התחוללה סופת טורנדו, מספר סם קין (Kean) בספרו The Bastard Brigade. כשהם פרסמו את הרעיון, אחד התומכים הנלהבים בו היה הפיזיקאי הגרמני ורנר הַייְזֶנְבֶּרְג (Heisenberg), כוכב עולה בשמי הפיזיקה התיאורטית וממושא הערצתו של חַאוּדְסְמִיט. הם החלו להתכתב, התיידדו מאוד, וכשהייזנברג ביקר בהולנד, הוא לן בביתו של חַאוּדְסְמִיט.

לילה מדעי פורה במיוחד. חאודסמיט (מימין) ואולנבק ב-1926 | מקור: SCIENCE PHOTO LIBRARY

נשאר מאחור בארצות הברית

זמן קצר לאחר פרסום התגלית על הספין של האלקטרון התקיים בליידן כינוס מדעי לכבודו של הפיזיקאי ההולנדי הנדריק לורנץ (Lorentz), שב-1902 חלק עם זֵיימָן פרס נובל בפיזיקה על תרומתם המשותפת לגילוי השפעת המגנטיות על הקווים הספקטרליים. חַאוּדְסְמִיט מצא עצמו משוחח על תגליתו עם פיזיקאים רמי מעלה, כמו איינשטיין, בּוֹר, מארי קירי וארנסט רָתֶרְפוֹרְד. אבל הצלחתו המדעית והשם שקנה לעצמו לא סייעו לו להשיג את מה שרצה לאחר סיום הדוקטורט – משרה אקדמית בהולנד. מספר הפיזיקאים באוניברסיטאות הטובות במדינה הקטנה היה כה מצומצם, שלא היה כמעט סיכוי לקבל משרת מחקר בלי להיות חתן פרס נובל.

מי שכן הציע לחַאוּדְסְמִיט, וגם לאוּלֶנְבֶּק, משרת מחקר הייתה אוניברסיטת מישיגן בארצות הברית. ב-1927 שני המדענים ורעיותיהם הטריות עלו על אנייה לאמריקה, והשתקעו בעיירה האוניברסיטאית המנומנמת והנידחת למדי, אן ארבור (Ann Arbor). חַאוּדְסְמִיט לא ממש מצא את עצמו במדינתו החדשה. כמהגר הוא לא התחבר לאמריקאים וכיהודי סבל מאנטישמיות. אפילו בקהילה היהודית הקטנה לא ממש התערה, משום שלא דיבר יידיש. גם מבחינה מחקרית הוא לא מצא את עצמו. מי שבגיל 23 פרסם תגלית הראויה לפרס נובל, חש כעבור שנים אחדות בלבד כי שיאו כבר מאחוריו, ואולי התגלית הגדולה שלו הייתה רק מזל. הוא ניסה לעבור ממחקר תיאורטי לפיזיקה ניסויית, אך גם שם לא זכה להצלחה המיוחלת.

בשנה שבה עבר חַאוּדְסְמִיט לאמריקה, פרסם ידידו, הייזנברג, פריצת דרך חדשה: עקרון אי הוודאות, הקובע כי אם אנו יכולים למדוד תכונה מסוימת של חלקיק, למשל התנע של אלקטרון, לא נוכל למדוד ברמת דיוק גבוהה תכונה אחרת הקשורה אליו, במקרה זה את המיקום שלו. הייזנברג הראה כי זו לא מגבלה של מכשירי מדידה, אלא תכונה מובנית של העולם הקוונטי. ההישג הזה ותרומותיו הנוספות למכניקת הקוונטים זיכו אותו בפרס נובל בפיזיקה לשנת 1932. חַאוּדְסְמִיט פירגן כמובן לידידו, אך הדבר גם העצים את תחושתו כי הוא עצמו נותר מאחור.

התקשה להשתלב כמדען, כמהגר וכיהודי. אחד ממבני אוניברסיטת מישיגן בשנות ה-20 | מקור: ההסיטוריה של אוניברסיטת מישיגן

מחנה הקיץ של הפיזיקאים

ב-1938 יצא חַאוּדְסְמִיט לשנת שבתון באירופה. לשמחתו, הפעם הוא קיבל הצעה למשרת מחקר בהולנד, מולדתו האהובה - אבל הזמנים השתנו, ועכשיו הוא התלבט אם לקבל אותה. באירופה הוא חש היטב ברוחות המלחמה המנשבות מעל היבשת, וכשביקר בגרמניה הרגיש ביתר שאת את האנטישמיות והגזענות. בסופו של דבר החליט להישאר באמריקה, ואף להביא לשם את הוריו המזדקנים.

חַאוּדְסְמִיט התקדם בעצלתיים בטיפול בבקשת ההגירה שהגיש עבור הוריו, ובינתיים היה עסוק מאוד בארגון "מחנה הקיץ" שלו – כנס פיזיקאים גדול שארגן כל שנה באן ארבור. ב-1939 הוא הבטיח את השתתפותם של שני חתני פרס נובל בכינוס. האחד היה ידידו הייזנברג, שהתכוון לסיים במישיגן מסע הרצאות בארצות הברית. האחר היה אֶנְרִיקוֹ פֶרְמִי (Fermi), פיזיקאי איטלקי שקיבל את הפרס רק שנה קודם לכן, על הגילוי כי חומרים רדיואקטיביים מסוימים פולטים ניטרונים, וכי ניטרונים איטיים עשויים בעצמם להפוך חומרים מסוימים לרדיואקטיביים. לאחר קבלת הפרס לא שב פרמי לאיטליה הפשיסטית, שם נשקפה סכנה לאשתו היהודייה, אלא השתקע בארצות הברית וקיבל משרה באוניברסיטת קולומביה.

מחנה הקיץ היה מוצלח ביותר לרוב המשתתפים, אבל פחות מוצלח מבחינת הייזנברג, שנאלץ להתמודד עם שאלות בלתי פוסקות של עמיתיו, ובהם חַאוּדְסְמִיט, שאירח אותו בביתו. הם לא הצליחו להבין כיצד הייזנברג, שכבר התמודד עם חקירה של הגסטפו בטענה שהוא מקדם "פיזיקה יהודית", נשאר בגרמניה הנאצית. הייזנברג לא תמך בנאצים, אבל תמך בגרמניה, והאמין – או שכנע את עצמו – כי יוכל להגן על המדע הגרמני. הנימוק שלו היה "גרמניה זקוקה לי".

הקיץ האחרון יחד. חאודסמיט (משמאל) עם הייזנברג (במרכז) ופרמי (שני מימין) במחנה הקיץ במישיגן | מקור: ארכיון פאולינג, אוניברסיטת אורגון

צעדים ראשונים לביקוע הגרעין

כמה חודשים לפני הכינוס המוצלח במישיגן, קיבל הכימאי הגרמני אוֹטוֹ הַאן (Hahn) תוצאות מעניינות כשהמשיך את העבודה של פֶרְמִי, והפציץ אטומי אורניום בניטרונים. במערכת הניסוי הופיעו אטומי בריום, שהוא יסוד קל בהרבה מהאורניום. האן עבד במשך שנים עם הפיזיקאית המבריקה לִיזֶה מַייְטְנֶר, שהייתה המוח מאחורי תגליותיהם המשותפות. מייטנר, יהודיה מומרת ממוצא אוסטרי, המשיכה לעבוד עמו בברלין עד 1938. לאחר שגרמניה הנאצית סיפחה את אוסטריה, אזרחותה לא הגנה עליה עוד מחוקי הגזע, והיא הצליחה להימלט בעור שיניה מגרמניה ולמצוא מקלט בשוודיה.

האן, שלא הצליח לפרש את תוצאות הניסוי, שלח אותן למייטנר. היא הבינה את המשמעות. הניטרונים נכנסו לגרעין האורניום, ערערו את יציבותו וגרמו לגרעין הכבד להתפרק ליסודות קלים יותר, בהם בריום. האן מיהר לפרסם את הממצאים, בלי להזכיר את תרומתה של שותפתו, והדיווח על ביקוע האטום עורר גלים בקהילת הפיזיקאים העולמית. חישובים הראו כי בביקוע הגרעין משתחררת אנרגיה רבה, והפיזיקאים חשדו בי בביקוע גם משתחררים כמה ניטרונים. אם הניטרונים האלה יפגעו בגרעין של אטומי אורניום סמוכים, ויגרמו לעוד ביקוע ועוד שחרור ניטרונים, תתחולל תגובת שרשרת, וביקוע כמות קטנה של אורניום תשחרר אנרגיה עצומה – הרבה יותר מכל חומר נפץ המוכר לאדם.

בספטמבר 1939 פרצה מלחמת העולם השנייה, עם פלישתה של גרמניה הנאצית לפולין. כמה שבועות לאחר מכן קיבל הייזנברג, אחד מבכירי הפיזיקאים של גרמניה, זימון להצטרף לגוף מחקר חדש, שכונה "מועדון האורניום". המדענים שגויסו ל"מועדון" קיבלו פטור משירות צבאי כדי שיעבדו על מיזם שכלל לא היה ברור ב-1939 אם הוא אפשרי: פצצה גרעינית.

לא הסתדר בלעדיה. אוטו האן וליזה מייטנר ב-1913 | מקור: SMITHSONIAN INSTITUTION / SCIENCE PHOTO LIBRARY

דרישת שלום למוד

הבריטים והאמריקאים חששו מאוד שגרמניה מנסה לפתח נשק גרעיני, בין השאר לאחר שהיטלר הצהיר ב-1939 כי ארצו תכה את אויביה בנשק שאי אפשר להתגונן מפניו. את החשש הגבירו גם צעדים מעשיים כמו החלטה של גרמניה לאסור על ייצוא אורניום ומחצביו מהמדינות שבשליטתה, ודיווחי מודיעין כי הגרמנים מתעניינים ב"מים כבדים": מים שבגרעין של אטום המימן שלהם יש גם ניטרון, נוסף על הפרוטון היחיד. בשנות ה-30 לא היה כמעט שום שימוש למים כאלה, והמפעל היחיד שייצר אותם היה תחנת הידרואלקטרית בנורבגיה. אבל למים כבדים יש תכונה חשובה: הם גורמים לניטרונים לנוע לאט יותר. אם תגובת השרשרת הגרעינית מתרחשת במים כבדים, זה מגדיל את הסיכוי שניטרונים יהיו איטיים מספיק כדי לחדור לגרעין של אטומי אורניום ולערער אותם, כלומר משפר את היעילות של תגובת השרשרת הגרעינית.

החשש התגבר עוד לאחר שגרמניה הנאצית כבשה את דנמרק באביב 1940. נילס בור הצליח להעביר מסר לבריטים דרך ליזה מייטנר, שהייתה בביקור אצלו. הוא כתב בהודעה הקצרה שהוא בסדר, אבל ביקש למסור דרישת שלום ל-Maud Ray Kent. איש לא הבין את המסר, עד שבריטי חובב תשבצי היגיון הבין שזה ערבול אותיות, לא מושלם, של המילים Radium Taken – כלומר הגרמנים לקחו את כל הרדיום, יסוד רדיואקטיבי מאוד, ממעבדתו של בור, מה שסיפק עוד רמז עוד על תכניותיהם.

הבריטים מיהרו להקים ועדה שזכתה לכינוי ועדת MAUD, על שם המסר של בור (לימים המציאו לה ראשי תיבות: Military Applications of Uranium Disintegration, "יישומים צבאיים של התפרקות אורניום"). מסקנותיה היו שגרמניה הנאצית מנסה לפתח נשק גרעיני, לכן על בעלות הברית לפעול במהירות ולהקדים אותה. מסקנה נוספת הייתה שאין טעם לקדם מיזם כזה בבריטניה, החנוקה כלכלית בשל המלחמה ונתונה לאיומי הפצצה של חיל האוויר הגרמני. הבריטים ניסו לעניין את האמריקאים בשיתוף פעולה, ובסופו של דבר הצליחו, בין השאר בזכות שני פיזיקאים יהודים שנמלטו מאירופה לארצות הברית, אלברט איינשטיין וליאו סִילַארְד (Szilárd), שכבר ב-1939 פנו במכתב לנשיא, פרנקלין רוזוולט, והזהירו מפני פצצת אטום גרמנית.

הלחץ של מדענים והתחינות של הבריטים עשו את שלהם, וארצות הברית הקימה את תוכנית מנהטן, שמשימתה הייתה לפתח נשק גרעיני. בראש התכנית עמדו המפקד הצבאי, הגנרל לֶזְלִי גְרוֹבְס (Groves), והמנהל המדעי, רוברט אוֹפֶּנְהַיימֶר. מדענים בכירים רבים התגייסו לתוכנית, בהם לא מעט גולים מאירופה, כמו סילארד ופרמי.

לימים, אגב, התברר כי בור כלל לא ביקש להזהיר איש, ומוד ריי מקנט הייתה אומנת שטיפלה בילדיו הקטנים בטרם עברה לבריטניה.

גרובס (מימין) ואופנהיימר בוחנים את את הפיצוץ בניסוי הגרעיני "טריניטי" | מקור: EMILIO SEGRE VISUAL ARCHIVES / AMERICAN INSTITUTE OF PHYSICS / SCIENCE PHOTO LIBRARY

החטיפה שלא הייתה

במאי 1940 קיבל חַאוּדְסְמִיט את אשרות ההגירה של הוריו לארצות הברית. אבל כעבור ארבעה ימים בלבד פלשה גרמניה הנאצית להולנד. הקשר עם הוריו נותק, ומסמכי ההגירה הפכו לניירות חסרי ערך. חַאוּדְסְמִיט פנה לכל מי שהיה אפשר, אך העלה חרס. בסופו של דבר הצליח לקבל מהוריו אות חיים, ושמע שהם בסדר. בינתיים.

בשנה שלאחר מכן הוזמן לשמש מרצה באוניברסיטת הרוורד. ארצות הברית עדיין לא הצטרפה רשמית למלחמה, אבל מדענים רבים בכירים רבים כבר גויסו לעבוד במעבדות צבאיות בפיתוח כלי נשק ואמצעי לחימה אחרים, ומישהו היה צריך למלא את מקומם של המרצים גם באוניברסיטה היוקרתית. כעבור חודשים אחדים הוזמן גם הוא, במקביל לעבודתו בהרוורד, לתרום לפיתוח מכ"מ במעבדה של משרד ההגנה. הגיוון שימח את חַאוּדְסְמִיט, שחש סוף סוף כי גם הוא תורם למאמץ המלחמתי.

ב-1942 שמע מחבר שהתכתב עם עמית בגרמניה, כי הייזנברג עבר לעבוד במרכז מחקר של המדינה. לא נדרש הרבה כדי להבין שאם הפיזיקאי הבכיר בגרמניה עובד בתוכנית לאומית, הוא שוקד כנראה על פיתוח פצצה גרעינית. במכתב נאמר עוד כי הייזנברג צפוי להרצות בציריך בקרוב. חַאוּדְסְמִיט וחברו לא היססו. הם העבירו את המידע לאופנהיימר, מנהל תוכנית מנהטן, והציעו שמישהו ייסע להרצאה בשווייץ, שנשארה נייטראלית במלחמה, ויחטוף את הייזנברג. מכיוון שזו הייתה תוכנית מסוכנת, הם גם הציעו חלופה, לחסל אותו במקום לחטוף. המחשבה של נשק גרעיני בידי גרמניה הנאצית הייתה כה מפחידה, עד שחַאוּדְסְמִיט לא היסס לתכנן פגיעה פיזית בחברו הטוב, אם זה יעזור למנוע מהם פיתוח של נשק כזה. חַאוּדְסְמִיט ועמיתו קיבלו מאופנהיימר תשובה מנומסת, ולא שמעו עוד דבר בעניין.

המגע הקצר עם עולם המודיעין השאיר אצל חַאוּדְסְמִיט טעם של עוד. הוא תמיד נמשך לנושא, וכשלמד בליידן השתתף בקורס חקירות וזיהוי פלילי של המשטרה, כתחביב. כעת הוא פנה לשירותי המודיעין האמריקאיים והציע את שירותיו. הוא ציין כי הוא דובר כמה שפות אירופיות, ומכיר אישית מדענים בהולנד, בלגיה, צרפת, איטליה ואפילו גרמניה.

הייזנברג בהרצאה ב-1936 | מקור: EMILIO SEGRE VISUAL ARCHIVES / AMERICAN INSTITUTE OF PHYSICS / SCIENCE PHOTO LIBRARY

בחזרה לאירופה

לצד העבודה על פיתוח הפצצה, בעלות הברית לא חסכו מאמצים בניסיונות למנוע מהגרמנים להגיע לפצצה משלהם. בהיעדר מודיעין איכותי על המתרחש בגרמניה עצמה, הם התמקדו במניעת מים כבדים מהגרמנים. האמריקאים עצמם, בהובלת פרמי, השתמשו בגרפיט כחומר מאט, ולא נזקקו למים כבדים. לאחר שהביון הצרפתי הצליח לגנוב את רוב המים הכבדים מהמפעל בנורבגיה הכבושה, הגבירו הגרמנים את הייצור שם. שורה של נסיונות להפציץ את המפעל ולחבל בו זכו להצלחה חלקית בלבד וגבו חיי אדם רבים. בסופו של דבר החליטו הגרמנים להעביר את שארית המים הכבדים לארצם, אבל המחתרת הנורבגית הצליחה להטביע את ספינת המעבורת עם המטען היקר.

ב-1943, לאחר שבעלות הברית כבשו את צפון אפריקה והתכוננו להנחית כוחות באיטליה, הקים גרובס, המפקד הצבאי של תוכנית מנהטן, כוח צבאי קטן שמשימתו תהיה להיכנס לאירופה ולנסות להשיג כל מידע אפשרי על תכנית הגרעין הנאצית. הכוח הוסמך להחרים ציוד כמו אורניום ומים כבדים, ובעיקר לעצור מדענים ולחקור אותם. לניהול החלק המדעי של תוכנית "אַלְסוֹס" היה דרוש אדם בעל ידע בפיזיקה גרעינית, גם תיאורטי וגם מעשי, רצוי עם ידע בשפות אירופיות. ולא פחות חשוב - מישהו שאינו מעורב כלל בתכנית הגרעין האמריקאית, ואם ייפול בידי הגרמנים וייחקר – לא יוכל למסור להם שום מידע.

ב-1943 נשלח חַאוּדְסְמִיט לאנגליה לכמה חודשים לסייע לכוחות המקומיים עם המכ"מים שלהם. כשחזר לארצות הברית נקרא להתייצב בוושינגטון, ואחרי כמה שבועות מונה למנהל המדעי של אַלְסוֹס. הוא נשלח שוב לבריטניה, והגיע לשם ב-6 ביוני 1944, יום הפלישה של בעלות הברית לצרפת. בתגובה לפלישה החלו הנאצים לשגר טילי V1 אל לונדון, שהיו למעשה מטוסי נפץ מונחים, לא מאוישים. בשל החשש כי הגרמנים ישגרו נשק גרעיני, או לפחות פצצות מלוכלכות המכילות חומר רדיואקטיבי, נאלץ חַאוּדְסְמִיט לזחול אל מכתשי הפגיעה עם מונה גייגר, לבחון את רמת הקרינה. למזלו, הוא לא גילה שום קרינה.

בשאר הזמן שלו בבריטניה למד חַאוּדְסְמִיט את תיקי המודיעין של בכירי המדענים באירופה, והתכונן להישלח לצרפת ברגע שבעלות הברית יבססו את אחיזתם שם. כשנשלח סוף סוף לצרפת, היה אמור לפגוש את הצוות שלו בשרבורג, אבל צוות אלסוס לא חיכה שם ודהר לפריז בנסיון לאתר שם את פְרֶדְרִיק ז'וֹלְיוֹ קִירִי, פיזיקאי שזכה בפרס נובל בכימיה עם אשתו, אִירֶן ז'וֹלְיוֹ קִירִי, ועל פי החשד שיתף פעולה עם הנאצים לאחר שהשתלטו על מכון המחקר של הזוג. חַאוּדְסְמִיט הפתיע אפילו את עצמו בהסתגלותו המהירה לחיי הצבא, כשהשיג במרמה ג'יפ מאחד המפקדים באזור, ונסע לפריז עם נהגו של המפקד.

חַאוּדְסְמִיט עבר בפריז על כל המסמכים שנתפסו במעבדת קירי, אך לא מצא שום מידע משמעותי על תכנית הגרעין הגרמנית. בהמשך עברו הוא וצוותו, שמנה כ-30 מדענים, על מסמכים, קבלות ותכתובות שנאספו ממעבדות ומפעלי תעשייה ברחבי צרפת, בנסיון לגלות מידע על מדענים, חומרים גרעיניים או ציוד אחר שיכול לשמש בייצור פצצת אטום.

כיתוב ALSOS: לאסוף מידע גרעיני. חאודסמיט (משמאל) עם כמה ממדעני אלסוס ב-1944 | מקור: צבא ארצות הברית, נחלת הכלל

פריצת דרך או הטעיה?

פריצת הדרך של הצוות הגיע לאחר שבעלות הברית שחררו את העיר שטרסבורג, ממש ליד גבול גרמניה, בנובמבר 1944. אחד המרצים באוניברסיטה שהנאצים הפעילו בעיר היה קרל פון וַייְצָקֶר (von Weizsäcker), מאנשי מועדון האורניום הגרמני. הוא הספיק להימלט מהעיר לפני שצוות אלסוס הגיע לשם, אבל לא הספיק להשמיד את המסמכים במשרדו. לאחר כמה שעות של נבירה בניירות גילה חַאוּדְסְמִיט תכתובת בין וַייְצָקֶר לוורנר הייזנברג, שהתבררה כיקרת ערך. ראשית, המכתבים כללו מידע על מקום הימצאו של הייזנברג באזור היער השחור בדרום גרמניה, לשם העביר את פרוייקט הגרעין במטרה לחמוק מההפצצות הכבדות של בעלות הברית. שנית, ולא פחות חשוב, מהתוכן של המכתבים ומהתרשימים שצורפו אליהם, הגיע חַאוּדְסְמִיט למסקנה שתוכנית הגרעין של גרמניה לא התקדמה כמעט. הייזנברג ועמיתיו נמצאו עדיין בשלבים של ניסיון לייצר תגובת שרשרת פעילה, והיו רחוקים שנים ארוכות מייצור פצצה.

חַאוּדְסְמִיט ועמיתיו שלחו תקציר של המסקנות לגרובס, אך איש הצבא הוותיק לא מיהר להשתכנע: איך הוא יכול לדעת בוודאות שלא מדובר במסמכים מזויפים, שוַייְצָקֶר השאיר מאחוריו כדי להטעות את בעלות הברית ולגרום להן לשאננות? לחששות של גרובס תרמו גם דברים נוספים: עוד הצהרות לוחמניות של היטלר, למרות מצבה של גרמניה; מבנים תעשייתיים שצצו במהירות בדרום גרמניה והעלו חשש בקרב אנשי המודיעין שמדובר במתקנים להעשרת אורניום; והעובדה שצוות "אלסוס" עדיין לא איתר טונות של אורניום שאמור היה להיות בידי גרמניה הנאצית.

אנשי "אלסוס" אמנם התמקדו בנשק גרעיני, אבל הם אספו גם מודיעין על טכנולוגיות אחרות, וגם חקרו דיווחים כי הנאצים עשו ניסויים רפואיים בבני אדם. באוניברסיטה הנאצית בשטרסבורג נתקל הצוות בראיות מובהקות לניסויים כאלה. ב"מכון לחקר ההיגיינה", המרוחק מהאוניברסיטה עצמה, הדביקו הרופאים אסירים יהודים במחלות שונות כדי לתעד את שלבי המוות. מנהל המתקן אף התלונן במכתבים לשלטונות כי שולחים לו אסירים "פגומים" - חולים וחלשים, והוא זקוק לנבדקים בריאים כדי לעמוד על השפעתן האמיתית של המחלות.

בעקבות התגליות בשטרסבורג עבר חַאוּדְסְמִיט סוג של התמוטטות עצבים. המתח המתמשך של המלחמה נתן את אותותיו והוא זינק ממיטתו ערב אחד בדצמבר 1944 והחל להשתולל. כשהחיילים הצליחו להרגיע אותו הוא נשלח לארצות הברית לחופשת מחלה.

חַאוּדְסְמִיט לא התמודד רק עם הגילויים על מעשי הזוועות של הנאצים, אלא גם עם החשש לגורלם של הוריו. אות החיים האחרון מהם הגיע אליו במרץ 1943, במכתב מטרזין בצכ'יה, עיירה שהנאצים הפכו אותה לגטו טרזינשטט, שבפועל לא היה אלא מחנה ריכוז, ממנו נשלחו האסירים היהודים למחנות המוות. עוד לפני שקיבל את המכתב פנה חַאוּדְסְמִיט לכל מי שהיה יכול לסייע לו להציל את הוריו, ואפילו שלח מכתב להייזנברג דרך מכר משותף בהולנד. אף שהוא עצמו הציע להתנקש בחייו, הוא קיווה שהייזנברג יזכור את ידידותם ויפעיל את השפעתו בגרמניה למען הוריו.

מעשי זוועות. חנוכת האוניברסיטה הנאצית בשטרסבורג, 1941 | מקור: אוניברסיטת שטרסבורג

לירות או לא לירות

ההצעה המוקדמת של חַאוּדְסְמִיט לחטוף את הייזנברג או להתנקש בו לא נזנחה כפי שהוא חשב. בדצמבר 1944 היה הייזנברג אמור שוב לשאת הרצאה בציריך, והפעם בעלות הברית התכוונו להוציא לפועל את התוכנית. תחילה דובר על חטיפה אלימה והברחתו של המדען במהירות משווייץ, את התוכנית ירדה מהפרק, גם בשל קשיי הביצוע וגם בשל החשש מצעדים קשים של שווייץ אם תגלה שהאמריקאים הפרו ברגל כה גסה את הנייטרליות שלה.

התכנית החלופית הייתה לשלוח מרגל חמוש באקדח להרצאה. אם הוא יתרשם מהדברים שגרמניה הנאצית קרובה לפיתוח נשק גרעיני, יהיה עליו לחסל את הייזנברג, ואולי גם לשים קץ לחייו שלו כדי לא להיתפס ולחשוף מי עומד מאחורי החיסול. חַאוּדְסְמִיט היה אמור להיות שותף למשימה, ולנסות לדובב את חברו כדי לדלות מידע על תוכנית הגרעין. אלא שעקב התמוטטותו החליט הצבא שאולי הוא לא יעמוד במתח, וביטל את השתתפותו בתוכנית.

המשימה הוטלה עכשיו על כתפיו של אדם ססגוני במיוחד, מו (מוריס) בֶּרְג (Berg), שחקן בייסבול לשעבר בליגה הבכירה, שהפך למרגל בשירות הביון האמריקאי. ברג לא היה שחקן בייסבול רגיל - הוא היה בוגר לימודי שפות אירופיות בפרינסטון ובעל תואר במשפטים מאוניברסיטת קולומביה. לקראת המשימה הוא עבר קורס בזק בפיזיקה גרעינית, וקיבל תדריכים – גם מחַאוּדְסְמִיט – למה לשים לב בהרצאה. הוא התחזה לסטודנט שווייצי לפיזיקה, ובמשך שלוש שעות האזין להייזנברג מדבר על התיאוריה של פיזור חלקיקים - נושא רחוק מאוד מתחום הגרעין, הקשור יותר למכניקת הקוונטים. הוא לא הבין כמעט דבר מההרצאה, ולא הצליח לקבל שום מידע על תוכנית הגרעין. בסופו של דבר החליט לא לירות בהייזנברג.

הוא קיבל הזדמנות חוזרת כעבור כמה ימים, כשהוזמן עם הייזנברג לארוחת ערב בביתו של מארגן ההרצאה. בסעודה שאל אחד האורחים את הייזנברג על מצבה של גרמניה. הוא הודה שגרמניה מפסידה, ואמר "אבל היה נהדר לו היינו מנצחים". בסיום הארוחה הצליח ברג להתלוות להייזנברג בדרכו למלונו, וניסה למשוך את הפיזיקאי בלשונו. הייזנברג לא פלט דבר. ברג מישש את האקדח בכיסו ברחוב החשוך, אבל שוב החליט לא לירות – האם אדם שבידיו פצצה גרעינית היה מודה שארצו מפסידה במלחמה?

כוכב הבייסבול חובב השפות שהפך למרגל וכמעט למתנקש. מו ברג | מקור: IMDB

שאריות הגרעין הגרמני

הייזנברג שב לגרמניה לחג המולד, וכעבור שבועות אחדים הצטרפו אליו הכוחות של בעלות הברית, לא לפני שהגיעו להסכמה עקרונית על חלוקת גרמניה הכבושה ביניהן. אזור היער השחור, שבו התנהלה כעת פעילות הגרעין הגרמנית, היה בשטח שנועד להימסר לצרפת. במרץ 1945 דהרו לשם אנשי אלסוס בניסיון להניח ידם על המתקנים, הציוד, האורניום והמדענים בטרם יקדימו אותם הצרפתים.

צוותי אלסוס, בראשות מפקדם הבלתי נלאה, בוריס פָּש (Pash), הצליחו לאתר בבלגיה, בצרפת ובגרמניה אלפי טונות של אורניום שהגרמנים הסתירו, ולהעבירו לבריטניה ולארצות הברית.

כעת המירוץ היה להגיע אל "מכונת האורניום" של הייזנברג, שהוסתרה במערה בכפר הַייְגֶרְלוֹך. אף על פי שמדי פעם נפתחה אליהם אש מכיסי התנגדות של הגרמנים, אנשי אלסוס, עם חַאוּדְסְמִיט שחזר אליהם, הצליחו להקדים לשם את הכוחות האחרים. מייד כשראו את המתקן הגרעיני המתקדם ביותר של גרמניה הנאצית הבינו שחַאוּדְסְמִיט צדק - הגרמנים אפילו לא הצליחו להגיע לכור פעיל. המתקן היה נטוש, ולאחר שהשמידו אותו פתחו אנשי אלסוס במצוד אחר מדעני הגרעין של גרמניה, בטרם יגיעו אליהם הרוסים, שהיו צמאים למידע מודיעיני לא פחות מהאמריקאים.

במהלך אפריל תפסו אנשי אלסוס את רוב מדעני הגרעין, בהם וַייְצָקֶר ואוטו הַאן, לצד הדו"חות הטכניים, עוד אורניום ומים כבדים. בתחילת מאי הגיעו גם להייזנברג, שחזר לבקתה של משפחתו בהרים. חַאוּדְסְמִיט, שנאלץ לחקור את ידידו לשעבר, נדהם מהשחצנות של הייזנברג, שלא ידע כלל עד כמה גרמניה מפגרת בתחום הגרעין אחרי בעלות הברית.

עצור אחר, הפיזיקאי הוותיק מקס פון לאווה (von Laue) שקיבל כבר ב-1914 פרס נובל בפיזיקה על פיתוח תחום הקריסטלוגרפיה, היה זה שהצליח למסור לחַאוּדְסְמִיט מידע על גורלם של הוריו. הם נרצחו באושוויץ בפברואר 1943, עוד לפני שמכתבם האחרון הגיע אל בנם. לאחר מכן הוא גם גילה שכאשר קיבל הייזנברג את פנייתו, כנראה בסוף 1942, לא עשה דבר במשך כמה שבועות. בסופו של דבר השיב במכתב קצר לאותו מכר משותף וכתב רק "יהיה זה עצוב מאוד אם מסיבות שאינן ידועות לי יסבלו הוריו של חַאוּדְסְמִיט קשיים בהולנד". הוא אפילו לא ניסה לפנות לרשויות בגרמניה. "חַאוּדְסְמִיט ידע ודאי שהייזנברג כנראה לא יוכל להציל את הוריו", כתב קין בספרו "אך לא סלח לו מעולם על שאפילו לא ניסה".

אפילו לא הגיעו לכור פעיל. חיילי אלסוס מפרקים את מכונת האורניום של גרמניה הנאצית בהייגרלוך | צילום: צבא ארצות הברית, נחלת הכלל

תירוצים לתבוסה

לאחר שסיימו לחקור את עשרות המדענים הגרמנים ולאחר כניעתה של גרמניה, העבירו אנשי אלסוס את עשרת המדענים הבכירים של מועדון האורניום למתקן מעצר נוח בחוות פארם הול (Farm Hall) בבריטניה, שם המשיכו לצותת לשיחותיהם כדי לוודא שאינם מסתירים בכל זאת סודות גרעין, ובעיקר כדי למנוע מהם להגיע לידי ברית המועצות. בינתיים שירותי הביון האמריקאי הבריחו בחשאי לארצות הברית מאות מדענים ומהנדסים מתחומים אחרים, במבצע מהדק נייר.

ביולי 1945 הגיע חַאוּדְסְמִיט עם אנשי אלסוס לברלין, והם המשיכו לסרוק מעבדות, או לפחות לחפש את שרידי המעבדות בהריסות של העיר המופצצת. בתחילת אוגוסט קיבל את ההודעה כי האמריקאים השתמשו בפצצת האטום שלהם, והטילו אותה על העיר הירושימה ביפן. כשהייזנברג וחבריו למועדון האורניום שמעו על ההפצצה, הם התקשו להאמין כי האמריקאים הצליחו להביס אותם גם במלחמה המדעית.

כבר באותו ערב התחילו המדענים הגרמנים להמציא לעצמם תירוצים לתבוסה, ובין השאר טענו כי לא רצו לבנות פצצה כזו בשירות היטלר. "התכנית הגרמנית מעולם לא התקרבה לקנה מידה תעשייתי כי הפיזיקאים חשבו שהפצצה מצויה מעבר להישג ידם [...], ולא משום שהפצצה הייתה בעיניהם נשק לא מוסרי שאסור לפתח", כתב ג'ים באגוט בספרו הפצצה. "כפי שהייזנברג עצמו הודה, הסיבה הייתה העדר אומץ להסתכן ולבקש מימון למאמץ בהיקף תעשייתי בשעת הכושר שהזדמנה להם".

בסוף 1945 קיבל אוטו האן הודעה כי יקבל את פרס נובל בכימיה של 1944 על ביקוע הגרעין. חלקה של מייטנר בעבודה לא הוזכר, ומדענים אחרים בלמו את הכוונה להעניק לה את הפרס בפיזיקה. מעט צדק פואטי נעשה כששמו של היסוד הכימי מספר 105, שנקרא על שמו, האניום, הוחלף לדוּבְּנִיוּם, על שם המכון הגרעיני בדובנה, רוסיה, שם הוא התגלה. יסוד מספר 109 קיבל את השם מַייְטְנֶרְיוּם, על שם הפיזיקאית שקופחה.

בינואר 1946 שוחררו המדענים הגרמנים והוחזרו לארצם. חַאוּדְסְמִיט שב עוד קודם לכן לארצות הברית, לא לפני שעצר בבית הוריו בהאג, חודשים אחדים לאחר שחרור העיר. הוא סיפר לימים כי הבית היה ריק והרוס וכל פיסת חומר דליק הופשטה ממנו לחימום בחורף ההולנדי הקר. הוא ייסר את עצמו על שלא עשה מספיק להצלת הוריו, ופרץ בבכי בבית הריק. "למדתי לימים כי רבים שאיבדו לנאצים את היקרים להם חשו רגשות דומים", כתב מאוחר יותר. כל מה שנותר לו היה להודות על שהמשטר האכזרי בהיסטוריה לא הצליח להניח את ידו על הנשק המסוכן בעולם.

הגרמנים נכשלו כי לא היה להם אומץ. חיילי אלסוס אוספים קוביות אורניום שהנאצים הסתירו | צילום: צבא ארצות הברית, נחלת הכלל

"אחד מהיחודיים והמעניינים ביותר"

חַאוּדְסְמִיט לא היה מסוגל לחזור לאן ארבור אחרי המלחמה. הוא עבר לעבוד במעבדה הלאומית בְּרוּקְהֵייבֵן בניו-יורק, ובמשך שנים ניהל את מחלקת הפיזיקה שם. הוא גם ערך כתבי עת מדעיים, וייסד את כתב העת Physical Review Letters, שנחשב עד היום לאחד העיתונים החשובים בעולם בתחום הפיזיקה. ב-1974 פרש מעריכת כתב העת, וקיבל משרת חוקר באוניברסיטת נוואדה, שם המשיך לעבוד עד מותו ב-1978.

חַאוּדְסְמִיט ואוּלֶנְבֶּק זכו בפרסים מדעיים רבים על גילוי הספין של האלקטרון, בהם מדליית מקס פלנק (1964). "למרבה הצער [הם] לא זכו בפרס נובל זכה היו ראויים לו", כתב הפיזיקאי האיטלקי אמיליו סֶגְרֶה (Segre) בספרו מקרני רנטגן ועד קווארקים. עיון בארכיון המועמדויות של אתר פרס נובל מלמד שחַאוּדְסְמִיט הועמד לפרס 48 פעמים בין 1935 ל-1966 אם כי רוב התומכים בו לא היו פיזיקאים מהשורה הראשונה. אוּלֶנְבֶּק, עמיתו, ביקר בישראל שנה לאחר מותו של חַאוּדְסְמִיט, לקבל את פרס וולף על הישגם המשותף.

"עולם הפיזיקה איבד את אחד מחבריו היחודיים והמעניינים ביותר עם מותו של חַאוּדְסְמִיט מהתקף לב", נכתב במאמר הספד בכתב העת Nature. "הקריירה שלו הייתה מגוונת כמו התקופה שבה חי, והשינויים שעברו על המדע ועל המדענים משתקפים בפועלו ובחייו".