Нобелови лауреати – Харолд Клейтън Юри

Харолд Клейтън Юри,

29 април 1893 г. – 5 януари 1981 г.

Нобелова награда за химия, 1934 г.

(За откриването на тежкия водород.)

Американският химик Харолд Клейтън Юри е роден в Уолкертън (щат Индиана) в семейството на Кора Ребека (Рейноул) и Самуел Клейтън Юри. Баща му, свещеник и учител, умира, когато момчето е на шест години, и майка му се омъжва повторно също за свещенослужител.

Макар че ученето му се отдава трудно, през 1911 г. Юри получава диплома за завършено средно училище. Като изкарва тримесечни учителски курсове, преподава две години в селски училища, отначало в щата Индиана, а след това щата Монтана. През 1914 г. постъпва в Монтанския университет, където се занимава предимно със зоология и малко с химия. Получава след три години степента бакалавър по природни неуки и започва работа като химик изследовател в "Барет кемикъл къмпани" във Филаделфия. Но, разочарован от промишлената химия, през 1919 г. се връща в Монтанския университет като преподавател по химия. След две години получава стипендия, която му позволява да стане аспирант химик в Калифорнийския университет в Бъркли.

Началото на 20-те години е съпроводено от редица велики открития в областта на физическите науки. Революция във физиката се извършва не само благодарение на създадената от Макс Планк квантова теория, на специалната и общатата теория за относителността на Айнщайн и на открития от Нилс Бор планетарен модел на атома. Едва ли някой американски учен е осъзнавал това по-добре от Гилбърт Н. Люис, който е научен ръководител на Юри в Бъркли и поощрява интереса му към връзките между физиката и химията. След като през 1923 г. му е присъдена докторска степен, Юри получава стипендия на Американо-скандинавския фонд за занимания в Института по теоретическа физика на Нилс Бор в Дания. Там той усъвършенства знанията си по физика под ръководството на Нилс Бор и на други водещи учени.

Като се връща през 1924 г. в САЩ, Юри става младши член на корпорацията към университета "Джон Хопкинс", където се занимава с проучване на молекулярната термодинамика и на структурата на молекулите, а също така и на оптическия спектър при поглъщането и излъчването на атомите. Резултатите от развитието на квантовата химия по това време са обобщени и публикувани през 1930 г. книга на Юри и Артър Руарк "Атоми, молекули и кванти" ("Atoms, Molecules, and Quanta").

През 1922 г. Юри е назначен за адюнкт-професор по химия в Коломбийския университет в Ню Йорк. По това време учените вече използват спектроскоипята за определяне на изотопите на въглерода, азота и кислорода. (Изотопите имат еднакъв брой протони, но различен брой неутрони.) Тези открития сочат вероятността да съществуват изотопи на водорода. Юри си поставя задачата да отдели изотоп, който да е двойно по-тежък от обикновения водород.

Отначало ученият решава да получи нужното за опитите количество водород с висока концентрация на предполагаемия изотоп. Основавайки се на своите изчисления, Юри разработва процес за дестилация на течен водород, при който по-леките изотопи да се изпаряват по-бързо от по-тежките. По молба на Юри един от неговите бивши студенти, Фердинанд Бриквед, който по това време е вече учен и се намира на правителствена служба, му доставя необходимото за процеса количество водород. В същото време Юри се опитва да разчете вероятната спектрална линия на тежкия изотоп. Заедно със своя помощник Джордж Мърфи, след анализ на спектрите на газообразния водород, той открива слаби линии там, където предполага появата на спектралните линии на търсения изотоп. Като анализира по-концентриран водород, Юри намира лесно пресметнатите преди това линии и така потвърждава съществуването на изотопа. През декември 1931 г. той обявява своето откритие, като нарича вторият по лекота атом деутерий (от гръцкото deuteros - втоир). Той предлага също така да се нарича "трети" откритият след това друг изотоп на водорода, чиято маса превишава три пъти масата на водорода.

Деутерият е много удобен образец за физиците и химиците, които проучват частиците на атомното ядро, и неговото откритие ускорява процеса на изучаване на изотопите. Той също така е ценен материал за провеждане на други изследвания. Деутерият може да замени водорода в молекулата на водата, в резултат от което се образува така наречената тежка вода, която се използва като заместител в ядрените реактори, а неговото сливане с трития води до термоядрена реакция във водородната бомба. Понеже по химически свойства деутеирят е аналогичен на водорода, изотопът може да се използва също така за индикатор на биохимични реакции в живите тъкани.

В годината, в която получава Нобелова награда, Юри става професор в Колумбийския университет, а от 1939 до 1942 г. работи там като заместник-декан на химическия факултет. От 1933 до 1940 г. е главен редактор на "Списание по физическа химия" ("Journal of Chemical Physics").

В началото на Втората световна война Юри и други американски учени изразяват опасението, че нацистка Германия ще използва процеса на делене на ядрата (открит през 1939 г. от Ото Хан, Лизе Майтнер и Фриц Щрасман) за разработване на атомно оръжие. През 1942 г. правителството на САЩ, за да създаде атомна бомба, разработва Манхатънския проект. За неговото осъществяване е необходим способен да се разцепва уранов изотоп - уран 235. Юри оглавява разработката на начини за отделяне на този изотоп от по-разпространения уран 238.

През 1945 г. Юри напуска Колумбийския университет и става заслужил професор в Института за ядрени изследвания "Енрико Ферми" към Чикагския университет. През 1952 г. получава званието почетен професор. През цялото време Юри заедно с други учени предупреждава за опасностите, свързани с ядреното оръжие. Въпреки това, по-късно продължава разработката на водородната бомба, за изходно вещество на която служи открития от него деутерий.

Като работи в Института "Ферми", Юри прилага своите знания по химия на изотопите и към други области на науката. За целите на палеонтологията той изобретява "термометър", който отчита миналите климатични промени, измервайки количеството на кислородните изотопи във вкаменелостите. За космологията през 1956 г. заедно с химика Ханс Сюес разработва теория, обединяваща произхода на изотопите с относителното им естествено разпространение във Вселената. В своята книга "Планетите: техният произход и развитие" ("The Planets: Their Origin and Development"), написана през 1952 г., Юри размишлява над химичните процеси, свързани с образуването на Слънчевата система. Ученият се интересува от проблема за произхода на живота и по съвет на Юри неговият студент Стенли Милър започва работа по въпроса за получаване на органични вещества с помощта на пропускане на електрически заряд през смес от нагрети газове. Тези експерименти, според Юри, трябва да пресъздадат ранния състав на земната атмосфера. Благодарение на използването на химията за целите на космологията ученият е заслужено признат за "баща на космохимията".

През 1958 г. Юри става професор в Калифорнийския университет в Ла Хоя и работи там до 1970 г., когато става почетен професор в оставка. През 60-те години убеждава правителството да обедини научните изследвания с американската космическа програма. Юри се интересува много от състава, произхода и релефа на Луната и успява да изследва образци от лунни породи, доставени от "Аполо".

През 1926 г. Юри се жени за Фрида Даум, бактериолог. Семейството има четири деца, три от които стават доктори на науките. Колегите му описват Юри като човек, дълбоко потънал в своите мисли и едновременно с това отворен за нови идеи въпреки привичния си войнствен маниер да води разговор. За студентите ученият е добър приятел и помощник и къщата му се слави със своето гостоприемство. Диапазонът на интересите на Юри е извънредно широк: от гръцката и индуската скулптура до градинарството. Особено обича да отглежда орхидеи.

Освен Нобелова награда Юри получава награди на повече от 30 организации. Сред тях медала Уилард Гибс на Американското химическо дружество (1934 г.), медала Дейви на Лондонското кралско дружество (1940 г.), медала Франклин на Института "Франклин" (1934 г.), медала "За заслуги" на правителството на САЩ (1946 г.), наградата Александър Хамилтън на Колумбийския университет (1961 г.), златния медал на Лондонското кралско астрономическо дружество (1966 г.), медала Йохан Кеплер на Американската асоциация за съдействие на развитието на науката (1971 г.), медала Пристли на Американското химическо дружество (1973 г.). Член е на много научни дружества, сред които Американското химическо и Американското физическо дружество, на американската Национална академия на науките и на Американската академия на науките и изкуствата. На Юри са присвоени почетни степени на повече от 25 университета.

Превод от руски: Павел Б. Николов