A. H. Compton – muž v pozadí projektu Manhattan

"Vesmír, který se systematicky rozpíná, svědčí o pravdivosti nejvznešenějšího výroku, jaký byl kdy pronesen: Na počátku stvořil Bůh nebe a zemi".
A. H. Compton

Před 120 lety se narodil a před 50 lety zemřel významný fyzik 20. století Arthur Holly Compton, který mimo jiné v roce 1945 spolurozhodoval o praktickém uplatnění atomové bomby.

Končila druhá světová válka a v USA končil i vývoj atomové bomby. Na jejím vývoji pracovalo ve 40 různých laboratořích či továrnách na 200 000 lidí.

Končila 2. světová válka, vrcholil Manhattan

Srdcem projektu Manhattan, jak se vývoj bomby nazýval, bylo místo zvané Los Alamos. Uprostřed ničeho, na náhorní plošině ve státě Nové Mexiko, se v narychlo postavených objektech sešla tehdejší vědecká elita Spojených států i experti z řady zemí okupovaných hitlerovským Německem. Na práci se podílelo přes dvacet stávajících nebo budoucích nositelů Nobelových cen za fyziku a chemii a další učenci světové proslulosti: J. Chadwick, C. D. Anderson, J. Neumann, E. Fermi, E. O. Lawrence, R. Oppenheimer, L. Szilard, E. Teller, R. P. Feynman, V. Bush, J. Rotblat, H. A. Bethe, G. T. Seaborg, H. C. Urey, J. Franck, S. F. Rowland, V. Weisskopf…

Poněkud ve stínu těchto známých „otců“ jaderné zbraně a symbolů atomového věku stojí americký fyzik A. H. Compton, který však sehrál při realizaci tohoto výzkumného úkolu významnou roli. Spolu s J. R. Openheimerem, E. Fermim a O. Lawrencem patřil do zvláštní komise jaderných fyziků, která se v roce 1945 přímo zúčastnila rozhodování americké vlády o svržení atomové bomby na japonská města Hirošimu a Nagasaki a o dalším atomovém zbrojení.

Vystudoval univerzitu v Princetonu

Arthur Holly Compton se narodil 10. září 1892 ve městě Wooster (stát Ohio) v rodině profesora filozofie a děkana na místní vysoké škole. Jeho starší bratr, Karl Taylor Compton (1887‑1954), se později stal také fyzikem a prezidentem prestižního Massachusetts Institute of Technologii (MIT) ve městě Cambridgi.

Po absolvování bakalářských studií fyziky na koleji ve svém rodišti (Wooster College) pokračoval ve vzdělávání na univerzitě v Princetonu, kde se stal v roce 1914 magistrem a posléze v roce 1916 i doktorem. Dva roky pracoval ve výzkumném ústavu společnosti Westinghouse Lamp Company v Pittsburgu. Od roku 1920 byl profesorem a vedoucím fyzikálního oddělení na univerzitě v St. Louis. Po třech letech odtud odešel na univerzitu v Chicagu, kde působil jako profesor fyziky a ředitel laboratoře řešící problémy kontrolované řetězové reakce. V podzemí chicagského univerzitního stadionu E. Fermi 2. prosince 1942 zprovoznil první jaderný reaktor na světě.

Šéfem „Metalurgické laboratoře“

Za druhé světové války stál Compton v čele známé „Metalurgické laboratoře“, v níž se rozvíjel přísně utajovaný uranový program. Základním úkolem bylo vypočítat, jakým způsobem je třeba umístit uran uvnitř grafitu, aby se řetězová reakce rozvinula. Souběžně probíhající výzkum v Německu pod vedením W. Heisenberga skončil neúspěchem mimo jiné právě proto, že se jim nepodařilo správně spočítat tzv. kritické množství uranu potřebné pro řetězovou reakci.

Po ukončení války byl Compton v letech 1945‑1953 rektorem univerzity ve Washingtonu, po roce 1954 zde působil jako profesor filozofie. Zemřel před půl stoletím 15. března 1962 v Berkeley.

Zkoumal rentgenové paprsky

Největších vědeckých úspěchů dosáhnul Compton ve výzkumu rentgenových paprsků. Od roku 1918 experimentálně zkoumal jejich rozptyl. V roce 1923 zjistil, že vlnová délka rentgenových paprsků se při průchodu grafitovým práškem rozptylem mění. Tento jev také teoreticky vysvětlil. Výklad založil na kvantových předpokladech rentgenového záření a dosáhnul vynikající shody mezi teorií a experimentem. Na počest svého objevitele se tento rozptyl nazývá Comptonův jev. V roce 1927 byl za významné objevy v oboru vlastností rentgenového záření oceněn polovinou Nobelovy ceny za fyziku; druhou polovinu obdržel britský fyzik C. T. R. Wilson za objev mlžné komory.

Druhým významným Comptonovým objevem byla totální reflexe rentgenových paprsků a jejich ohyb na mřížkách. Umožnil‑li první objev přesnější určení elektronové dráhy v atomu, druhý objev dovolil vypracovat přímou metodu měření vlnové délky rentgenových paprsků. Ve 30. letech se tyto objevy staly důležitým zdrojem studia a objevování částic kosmického záření. Nezávisle na americkém fyzikovi R. A. Milikanovi a ruském vědci S. N. Věrnovovi objevil Compton tzv. „šířkový efekt“ – závislost intenzity kosmického záření na zeměpisné šířce. Na jeho počest je po něm pojmenována kosmická observatoř CGRO (Compton Gamma Ray Observatory), vypuštěná v roce 1991 z raketoplánu Atlantis a sledující vesmír v gama oblasti spektra energií.

Vývoj atomové bomby podle H. G. Wellse

Zajímavý je názor některých amerických životopisců, že Compton, Szilard a patrně i další fyzikové, kteří se zúčastnili vývoje atomové bomby, byli zřejmě ovlivněni utopickým románem anglického spisovatele a zakladatele sci‑fi literatury H. G. Wellse; ten ve svém díle „The World set Free“ (Svět se stal volný) z roku 1914 v podstatě předpověděl vývoj atomových zbraní a domníval se, že jejich použití povede k utvoření lepšího světa. Sám Compton nabyl přesvědčení, že USA jsou povinny učinit všechna opatření, aby se jaderné zbraně nikdy nedostaly do rukou totalitních režimů. Ve své knize „The Moral Meaning of the Atomic Bombs“ (Morální význam atomové bomby) sepsal doporučení, jak uchovat ve světě mír. Letectvo vybavené atomovými bombami je nutné podle něj rozmístit všude ve světě, a to rychle, neboť americký monopol na atomové bomby a ovládání světového míru bude trvat jen krátce. Historie však ukazuje, že snaha o uchování znalostí spojených s výrobou atomových zbraní v tajnosti, selhala. Do deseti let vyrobily bombu SSSR (1949), Velká Británie (1952), Francie (1960) a Čína (1964). Od té doby se staly jadernými mocnostmi také Indie, Izrael, Pákistán, Severní Korea i Jižní Afrika.

Nicméně stále i dnes platí slova amerického filozofa a spisovatele R. W. Emersona (1803‑1882), že „míru nelze dosáhnout násilím, lze ho dosáhnout pouze pochopením“.