Em 2013, Timothy Koeth, um professor associado de pesquisa na Universidade de Maryland, recebeu um presente de aniversário bastante extraordinário:uma bolsinha de pano contendo um pequeno objeto embrulhado em toalhas de papel pardo. Enquanto Koeth retirava as camadas, seus olhos se arregalaram de espanto. Ele imediatamente perguntou, "Onde você conseguiu isso?"

Dentro, ele encontrou um cubo de metal pesado e uma mensagem amassada, uma nota provocativa enrolada em uma pedra que estourou pela janela da história. Leu, "Retirado da Alemanha, do reator nuclear que Hitler tentou construir. Presente de Ninninger. "

O amigo de Koeth sorriu, pegou o bloco de metal de urânio de 5 libras e entregou a ele. Embora modesto em tamanho, o cubo era pesado, denso e impregnado de história perdida. Koeth aceitou o cubo e sua nota como um convite para a aventura de sua vida.

Na edição de maio de 2019 da Física Hoje , Koeth e Miriam Hiebert, um candidato a doutorado trabalhando com ele neste projeto na Escola de Engenharia A. James Clark da UMD, descreva o que eles descobriram enquanto exploravam a busca alemã e o fracasso em construir um reator nuclear funcional durante a Segunda Guerra Mundial.

O urânio é fracamente radioativo, e este cubo em particular mede cerca de 2 polegadas de cada lado. "É surpreendentemente pesado, dado seu tamanho, e é sempre muito divertido observar a reação das pessoas quando o pegam pela primeira vez, "disse Hiebert.

Um lustre de elementos nucleares

Este cubo representa um dos 664 componentes de urânio metálico que foram amarrados juntos em uma forma que lembra um lustre para formar o núcleo de um experimento de reator nuclear que uma equipe de cientistas alemães tentou construir no final da Segunda Guerra Mundial, incluindo Werner Heisenberg - um físico teórico e um dos principais visionários da mecânica quântica. O lustre foi submerso em água pesada para regular a taxa de fissão.

O laboratório experimental dos alemães era pequeno e localizado no subsolo na cidade de Haigerloch - agora é o Museu Atomkeller, que o público pode visitar. "Este experimento foi sua tentativa final e mais próxima de criar um reator nuclear autossustentável, mas não havia urânio suficiente presente no núcleo para atingir esse objetivo, "disse Koeth.

Uma das coisas mais surpreendentes que Koeth e Hiebert descobriram até agora é que, embora os 664 cubos de urânio em Haigerloch não fossem suficientes para construir um reator autossustentável, outros 400 cubos estavam localizados na Alemanha na época.

"Se os alemães tivessem juntado seus recursos, ao invés de mantê-los divididos entre si, experimentos rivais, eles podem ter sido capazes de construir um reator nuclear funcional, "disse Hiebert." Isso destaca talvez a maior diferença entre os programas de pesquisa nuclear alemão e americano. O programa alemão era dividido e competitivo; enquanto que, sob a liderança do General Leslie Groves, o American Manhattan Project era centralizado e colaborativo. "

Quão perto os alemães chegaram?

Quão perto os alemães chegaram de um reator nuclear em funcionamento? Isso é difícil de responder, mas "foi calculado que o experimento do reator em Haigerloch teria precisado de cerca de 50% mais urânio para funcionar, "disse Koeth." Mesmo se os 400 cubos adicionais tivessem sido trazidos para Haigerloch para serem usados ​​no experimento do reator, os cientistas alemães ainda precisariam de mais água pesada para fazer o reator funcionar. Apesar de ser o berço da física nuclear e ter uma vantagem de quase dois anos nos esforços americanos, não havia ameaça iminente de uma Alemanha nuclear ao final da guerra. "

Outro aspecto importante do trabalho de Koeth e Hiebert é um esforço para rastrear os cubos recuperados de Haigerloch que acabaram sendo enviados para os EUA. "Os cubos foram distribuídos para vários indivíduos em todo o país, "Hiebert explicou." Não sabemos quantos foram distribuídos ou o que aconteceu com o resto, mas provavelmente há mais cubos escondidos em porões e escritórios em todo o país, e gostaríamos de encontrá-los! "

Muitas perguntas permanecem sem resposta, e os principais entre eles são:Quantos desses cubos ainda existem, e o que aconteceu com eles?

"Esperamos falar com o maior número possível de pessoas que tiveram contato com esses cubos, "disse Hiebert." Tanto quanto aprendemos sobre o nosso cubo e outros semelhantes, ainda não temos uma resposta sobre como exatamente terminou em Maryland 70 anos depois de ser capturado pelas forças aliadas no sul da Alemanha. "

Koeth e Hiebert também estão tentando aprender mais sobre o destino dos outros 400 cubos que foram parar no mercado negro na Europa após a guerra.

Muitas perguntas permanecem sem resposta, e os principais entre eles são:Quantos desses cubos ainda existem, e o que aconteceu com eles? Física Hoje ajudou a rastrear alguns; leia mais em https://physicstoday.scitation.org/do/10.1063/PT.6.4.20190501a/full/.

O artigo, "Rastreando a jornada de um cubo de urânio, "por Timothy Koeth e Miriam Hiebert, aparece na edição de maio de 2019 de Física Hoje .