Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Итальяндық ядролық физик (1913–1993)
Italian nuclear physicist (1913–1993)
Бруно Максимович Понтекорво (ponteˈkɔrvo; Бру́но Макси́мович Понтеко́рво, Bruno Maksimovich Pontecorvo; 22 тамыз 1913 – 24 қыркүйек 1993) – итальяндық және советтік ядролық физик, Энрико Фермидің ерте көмекшісі және жоғары энергиялық физика саласында, әсіресе нейтринолар туралы көптеген зерттеулердің авторы. Өзінің терең коммунистік нанымынан 1950 жылы Совет Одағына қоныс аударған ол мұнда мюонның ыдырауы және нейтринолар бойынша зерттеулерін жалғастырды. Оның есімімен 1995 жылы беделді Понтекорво сыйлығы тағайындалды. Бай еврей отбасының сегіз баласының төртіншісі болған Понтекорво Римнің Сапиенца университетінде Фермидің жетекшілігімен физиканы оқыды. 1934 жылы ол Фермидің ядролық бөлінудің ашылуына бастаған баяу нейтрондардың қасиеттерін көрсеткен танымал экспериментіне қатысты. 1936 жылы Парижге көшіп, Ирен және Фредерик Жолио-Кюридің басшылығымен зерттеулер жүргізді. Әйелі Эмилио Серенидің ықпалымен ол Италия Коммунистік партиясына қосылды, оның басшылары Парижде босқындар ретінде болды, сондай-ақ оның әпкелері Джулиана мен Лора және інісі Джилло да қосылды. 1938 жылы Италияның фашистік режимі еврейлерге қарсы нәсілдік заңдар қабылдағандықтан, оның отбасы мүшелері Италиядан Ұлыбритания, Франция және АҚШ-қа көшіп кетті. Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде неміс әскері Парижге жақындағанда Понтекорво, оның інісі Джилло, туысы Эмилио Серени және Сальвадор Лурия велосипедтермен қаладан қашып кетті. Ол ақырында Оклахома штатының Тулса қаласына жетіп, ядролық физика білімін мұнай мен минералдарды іздеуге қолданды. 1943 жылы ол Монреальдегі британдық Tube Alloys тобына қосылды. Бұл алғашқы атом бомбасын жасауға бағытталған Манхэттен жобасының бір бөлігі болды. Чалк Ривер зертханасында ол 1945 жылы сынақтан өткен және АҚШ-тан тыс алғашқы реактор болған ZEEP ядролық реакторының жобасын жасауға қатысты, содан кейін 1947 жылы NRX реакторы құрылды. Ол сонымен қатар ғарыштық сәулелерді, мюонның ыдырауын және оның мамандану саласы болған нейтриноны зерттеді. 1949 жылы ол Ұлыбританияға көшіп, Харвеллдегі Атом энергиясын зерттеу орталығында жұмыс істеді. 1950 жылы Совет Одағына кеткеннен кейін ол Дубнадағы Ядролық зерттеулер жөніндегі бірлескен институтында (JINR) жұмыс істеді. Ол нейтриноны анықтау үшін хлорды пайдалануды ұсынды. 1959 жылғы мақаласында ол электрондық нейтрино мен мюондық нейтрино екі түрлі бөлшектер екенін айтты. Күн нейтринолары Homestake экспериментімен анықталды, бірақ күтілген сандардың үштен бірінен жартысына дейін ғана табылды. Осы күн нейтриноларының мәселесіне жауап ретінде ол нейтрино осцилляциясы деп аталатын құбылысты ұсынды, онда электрондық нейтринолар мюондық нейтриноларға айналады. Осцилляциялардың бар екендігі 1998 жылы Super Kamiokande экспериментімен расталды. Ол сондай-ақ 1958 жылы суперновалардың нейтринолардың қарқынды жарылыстарын тудыратынын болжады, бұл 1987 жылы SN1987A суперновасы нейтрино детекторларымен анықталған кезде расталды.
Bruno Pontecorvo (ponteˈkɔrvo; Бру́но Макси́мович Понтеко́рво, Bruno Maksimovich Pontecorvo; 22 August 1913 – 24 September 1993) was an Italian and Soviet nuclear physicist, an early assistant of Enrico Fermi and the author of numerous studies in high energy physics, especially on neutrinos. A convinced communist, he defected to the Soviet Union in 1950, where he continued his research on the decay of the muon and on neutrinos. The prestigious Pontecorvo Prize was instituted in his memory in 1995. The fourth of eight children of a wealthy Jewish Italian family, Pontecorvo studied physics at the Sapienza University of Rome, under Fermi, becoming the youngest of his Via Panisperna boys. In 1934 he participated in Fermi's famous experiment showing the properties of slow neutrons that led the way to the discovery of nuclear fission. He moved to Paris in 1936, where he conducted research under Irène and Frédéric Joliot Curie. Influenced by his cousin, Emilio Sereni, he joined the Italian Communist Party, whose leader were in Paris as refugees, and as did his sisters Giuliana and Laura and brother Gillo. The Italian Fascist regime's 1938 racial laws against Jews caused his family members to leave Italy for Britain, France and the United States. When the German Army closed in on Paris during the Second World War, Pontecorvo, his brother Gillo, cousin Emilio Sereni and Salvador Luria fled the city on bicycles. He eventually made his way to Tulsa, Oklahoma, where he applied his knowledge of nuclear physics to prospecting for oil and minerals. In 1943, he joined the British Tube Alloys team at the Montreal Laboratory in Canada. This became part of the Manhattan Project to develop the first atomic bombs. At Chalk River Laboratories, he worked on the design of the nuclear reactor ZEEP, the first reactor outside of the United States, which went critical in 1945, followed by the NRX reactor in 1947. He also looked into cosmic rays, the decay of muons, and what would become his specialty, neutrinos. He moved to Britain in 1949, where he worked for the Atomic Energy Research Establishment at Harwell. After his defection to the Soviet Union in 1950, he worked at the Joint Institute for Nuclear Research (JINR) in Dubna. He had proposed using chlorine to detect neutrinos. In a 1959 paper, he argued that the electron neutrino and the muon neutrino were different particles. Solar neutrinos were detected by the Homestake experiment, but only between one third and one half of the predicted number were found. In response to this solar neutrino problem, he proposed a phenomenon known as neutrino oscillation, whereby electron neutrinos became muon neutrinos. The existence of the oscillations was finally established by the Super Kamiokande experiment in 1998. He also predicted in 1958 that supernovae would produce intense bursts of neutrinos, which was confirmed in 1987 when Supernova SN1987A was detected by neutrino detectors.
Ерте өмір және білім
Понтекорво 1913 жылғы 22 тамызда Марина-ди-Пизада туды, Массимо Понтекорво мен оның әйелі Марияның сегіз баласының төртіншісі. Оның ағасы Гвидо 1907 жылы туған, ол генетик болды. 1909 жылы туған тағы бір ағасы Паоло, Екінші дүниежүзілік соғыста радар құрастырумен айналысқан инженер болды. Оның үлкен әпкесі Джулиана 1911 жылы дүниеге келді. Оның кіші інісі Джилло 1919 жылы туды, ол «Алжир шайқасы» фильмінің режиссері ретінде танымал. Оның екі кіші әпкесі болды: Лаура, 1921 жылы туған, Анна, 1924 жылы туған, және інісі Джованни, 1926 жылы туған. Оның отбасы бай отбасы болды; Массимоның үш тоқыма фабрикасы болды, онда 1000-нан астам адам жұмыс істеді. Оның отбасы еврей және дінге қатаң мойынсұнбайтын, әке жағынан Римнен, ал ана жағынан Мантуядан шыққан. Анасының әкесі, Ариго Марони (1852–1924), Мантуяда туған, Миландағы Fatebenefratelli ауруханасының директоры болды; анасының туысы белгілі зоолог Элиза Гурьери Норса (1868–1939) болды. Ол инженерлік мамандықты оқуға ниетпен Пиза университетіне түсті, бірақ екі жылдан кейін 1931 жылы физикаға ауысуды шешті. Ағасы Гвидоның кеңесімен ол Римнің Ла Сапиенца университетінде оқуға шешім қабылдады, онда Энрико Ферми болашақ жас ғалымдар тобын жинады, олар Via Panisperna жігіттері деп аталды. 18 жасында физиканың үшінші курсына қабылданды. Ферми Понтекорвоны «ғылыми мансабымда кездескен ең дарынды адамдардың бірі» деп сипаттады. Топтың ең кіші мүшесі болғандықтан, оны Cucciolo, яғни «көпір» деген лақап атымен атады. 1934 жылы Понтекорво Фермидің ядролық бөлінуді ашуға жол ашқан баяу нейтрондардың қасиеттерін көрсеткен әйгілі экспериментіне үлес қосты. Понтекорвоның есімі Via Panisperna жігіттерінің «Нейтрондық бомбалау арқылы жасанды радиоактивтілікті арттыру» деген патентіне енгізілді. 1934 жылғы 1 қарашада Корольдік физика институтында және Рим университетінде уақытша ассистент болып тағайындалды. 7 қарашада Ферми мен Расеттимен бірге баяу нейтрондар туралы маңызды мақаланың авторлары ретінде тізілді, онда сутектің ауыр элементтерге қарағанда нейтрондарды жақындата тоқтататыны және баяу нейтрондардың сіңірілуіне оңай болатыны көрсетілді. 1935 жылғы қазанда Ферми, Понтекорво, Эдоардо Амальди, Франко Расетти және Эмилио Сегренің атынан процеске итальяндық патент берілді. 1940 жылғы 2 шілдеде АҚШ-та патент алынды.
Pontecorvo was born on 22 August 1913 in Marina di Pisa, the fourth of eight children of Massimo Pontecorvo and his wife Maria His older brother Guido, who was born in 1907, became a geneticist. Another older brother Paolo, who was born in 1909, became an engineer who worked on radar during World War II. His older sister Giuliana was born in 1911. His younger brother Gillo was born in 1919, and is best known as the director of The Battle of Algiers. He also had two younger sisters; Laura, who was born in 1921, and Anna, who was born in 1924, and a younger brother Giovanni, who was born in 1926. His family was a wealthy family; Massimo owned three textile factories employing over 1,000 people. The family was Jewish and non observant, from Rome on his father's side and from Mantua on his mother's. His grandfather on the maternal side, Arrigo Maroni (1852–1924), born in Mantua, was director of the Fatebenefratelli Hospital in Milan; his mother's cousin was a notable zoologist Elisa Gurrieri Norsa (1868 1939). He enterered the University of Pisa intending to study engineering, but after two years he decided to switch to physics in 1931. On the advice of his brother Guido, he decided to study at the University of Rome La Sapienza, where Enrico Fermi had gathered together a group of promising young scientists known as the Via Panisperna boys after the name of the street where the Institute of Physics of Rome University was then situated. At the age of 18 he was admitted to the third year of Physics. Fermi described Pontecorvo as "scientifically one of the brightest men with whom I have come in contact in my scientific career". As their youngest member, the group nicknamed him Cucciolo, which means "puppy". In 1934, Pontecorvo contributed to Fermi's famous experiment showing the properties of slow neutrons that led the way to the discovery of nuclear fission. Pontecorvo's name was included on the Via Panisperna boys' patent "To increase the production of artificial radioactivity with neutron bombardment". He was made a temporary assistant at the Royal Institute of Physics on 1 November 1934 and the University of Rome, and on 7 November, he was listed as co author, along with Fermi and Rasetti, of a landmark paper on slow neutrons that reported that hydrogen slowed neutrons more than heavy elements, and that slow neutrons were more easily absorbed. An Italian patent was granted for the process in October 1935, in the name of Fermi, Pontecorvo, Edoardo Amaldi, Franco Rasetti and Emilio Segrè. A US patent was granted on 2 July 1940.
Ерте мансап
1936 жылдың ақпан айында Понтекорво Италиядан Парижге көшіп, Ирен мен Фредерик Жолио-Кюридің Франция колледжіндегі лабораториясында жұмыс істеді. Ол бір жылдық стипендиямен нейтрондардың протондармен соқтығысуының әсерін және изомерлер арасындағы электромагниттік өтулерді зерттеді. Осы кезеңде, кузені Эмилио Серенидің ықпалымен, ол коммунизм идеалдарын қабылдады және өмірінің соңына дейін оған адал болды. Парижде бала күтуші болып жұмыс істейтін швед әйелі, Хелене Марианна Нордбломмен қарым-қатынас орнатты. Марианнамен арадағы қарым-қатынасы, изомерлер бойынша жүргізген қызықты жұмысы немесе Италиядағы саяси жағдайдың нашарлауы салдарынан, ол 1937 жылы Рим университетіндегі тұрақты қызметке үміткер болудан бас тартып, Парижде қалуды жөн көрді. Марианна 1938 жылдың 4 қаңтарында Пантеон алаңындағы Грандс-Хомм қонақ үйіне Понтекорвомен бірге көшіп келді. Ұлдары Гил 30 шілдеде дүниеге келді. Оның визасының мерзімі бітіп, қыркүйек айында Швецияға қайтуға мәжбүр болды. Понтекорво онымен бірге Гилді Париждегі балалар бағында қалдырды. Парижге жалғыз оралғаннан кейін, ол Манне Зигбанмен кешкі ас ішіп, 1938 жылдың 12 қазанында Нильс Бор және Лизе Мейтнермен кездесті. Фашистік режимнің яһудилерге қарсы нәсілдік заңдарына байланысты Понтекорво Италияға орала алмады. Бұл «Виа Панисперна жігіттерінің» тарауына себеп болды, Ферми АҚШ-қа көшті. Понтекорвоның отбасы да шашырады. Гвидо 1938 жылы Ұлыбританияға көшті, содан кейін Джованни, Лаура және Анна 1939 жылы, ал Гилло Парижде Понтекорвоға қосылды. Француз физигі Андре Лазардпен бірлесіп жұмыс істеген Понтекорво, Фредерик Жолио-Кюри «ядролық фосфоресценция» деп атағанды ашты – нейтрондар мен протондардың қозғанда және негізгі күйіне оралғанда рентген сәулелерінің шығуы. Сондай-ақ, ол кейбір изомерлердің радиоактивті ыдырағанда басқа элементтерге айналмайтынын анықтады. Бұл оларды медициналық қолдануда пайдалану мүмкіндіктерін кеңейтті. Осы маңызды зерттеулері үшін Понтекорво Кюри-Карнеги стипендиясын және Францияның Ұлттық ғылыми зерттеулер орталығынан жұмысына қаржыландыру алды.
In February 1936, Pontecorvo left Italy and moved to Paris to work in the laboratory of Irène and Frédéric Joliot Curie at the Collège de France on a one year scholarship to study the effects of collisions of neutrons with protons and on the electromagnetic transitions among isomers. During this period, influenced by his cousin, Emilio Sereni, he adopted the ideals of communism to which he remained loyal for the rest of his life. He formed a relationship with Helene Marianne Nordblom, a Swedish woman working in Paris as a nanny. Whether because of his relationship with Marianne, his interesting work on isomers, or the deteriorating political situation in Italy, he turned down an opportunity in 1937 to apply for a tenured position at the University of Rome to stay in Paris. Marianne moved in with Pontecorvo at the Hôtel des Grands Hommes on the Place du Panthéon on 4 January 1938. Their son, Gil, was born on 30 July. Her visa expired, and she had to return to Sweden in September. Pontecorvo accompanied her, leaving Gil behind in a residential nursery in Paris. Travelling back to Paris alone, he dined with Manne Siegbahn and met with Niels Bohr and Lise Meitner on 12 October 1938. Pontecorvo was now unable to return to Italy because of the Fascist regime's racial laws against the Jews. This caused the breakup of the Via Panisperna boys, with Fermi moving to the United States. Pontecorvo's family also dispersed. Guido moved to Britain in 1938, followed by Giovanni, Laura and Anna in 1939, while Gillo joined Pontecorvo in Paris. Working in collaboration with the French physicist André Lazard at Joliot Curie's laboratory at Ivry sur Seine, Pontecorvo discovered what Frédéric Joliot Curie called "nuclear phosphorescence"; the emission of X rays when neutrons and protons were excited and returned to their ground state. He also discovered that some isomers do not change into other elements on decaying radioactively. This expanded the scope for their use in medical applications. For this ground breaking research, Pontecorvo received a Curie Carnegie scholarship, and funding for his work from the French National Centre for Scientific Research.
Франциядан қашу
1939 жылғы маусымда Понтекорво Швецияға виза алуға өтініш берді, бірақ өтініші қабылданбады. 23 тамызда Молотов-Риббентроп пактісі туралы жаңалық келді. Ол Кеңес Одағына деген жеке сенімін нығайту үшін ертесі күні Франция Коммунистік партиясына қосылды. Марианна 1939 жылғы 6 қыркүйекте Парижде оған қосылды, бұл Еуропадағы Екінші дүниежүзілік соғысты бастаған Польшаға неміс басқындығына жауап ретінде британдықтар мен француздардың Германияға соғыс жариялағаннан үш күн кейін болды. Олар 1940 жылғы 9 қаңтарда үйленді. 1940 жылғы мамыр айында немістер қалаға жақындағанда, олар кетіп қалуға шешім қабылдады. Британдықтар француз ядролық ғалымдарына, соның ішінде Ханс фон Халбан мен Лью Коварскиге пана бергенімен, Понтекорвоны «қолайсыз» деп санады. Әйгілі болғандай, Сегреге нейтрондық физика саласындағы сарапшы іздеген екі еуропалық эмигрант Оклахома штатындағы Талса қаласында жұмыс ұсынды. Сегре бұл ұсыныстан бас тартты – оның Калифорния университетінде жақсы жұмысы болды – бірақ Понтекорвоны ұсынды. 1940 жылғы 2 маусымда ол Марианна мен Гилді мүліктерімен бірге Тулузаға бағытталған пойызға шығарды, онда оның қарындасы Джулиана күйеуі Дуччо Табетпен бірге тұрды. 13 маусымда, немістер Парижге кірер алдында бір күн бұрын, Понтекорво, інісі Жилло, туысы Эмилио Серени және Сальвадор Лурия велосипедпен Тулузаға аттанды. Олар Тулузаға жету үшін он күн жұмсады. Лурия Марсельге барды, содан кейін АҚШ-қа жол тартты. 1940 жылғы 19 шілдеде Понтекорво, Марианна, Гил, Джулиана және Табет Мадрид арқылы Лиссабонға бағытталған пойызға отырды. Екі әйел де жүкті болды. Марианна түсік тартты және саяхаттауға жарамсыз болды, бірақ 1940 жылғы 9 тамызда «Куанза» лайнеріне отырып, АҚШ-қа босқындарды жеткізді. Екі әйел де теңіз ауруына шалдықты. 1940 жылғы 19 тамызда кеме Нью-Йорк қаласына жетіп, оның бауыры Паоломен бірге болды. Ол Фермиді оның жаңа үйінде, Нью-Джерси штатының Леониа қаласында, қонаққа барды.
In June 1939, Pontecorvo applied for a visa to visit Sweden, but his application was rejected. On 23 August came the news of the Molotov–Ribbentrop Pact. He joined the French Communist Party the next day as an affirmation of his personal faith in the Soviet Union. Marianne rejoined him in Paris on 6 September 1939, three days after the British and French declaration of war on Germany in response to the German invasion of Poland that started the Second World War in Europe. They were married on 9 January 1940. As the Germans closed in on the city in May 1940, they decided to leave. Although the British offered refuge to French nuclear scientists, including Hans von Halban and Lew Kowarski, they regarded Pontecorvo as an "undesirable". Fortunately, Segrè had been given an offer of employment in Tulsa, Oklahoma, by two European expatriates who were looking for an expert on neutron physics. Segrè had turned down the offer — he already had a good job at the University of California — but recommended Pontecorvo. On 2 June 1940, he saw Marianne and Gil off with their chattels on a train to Toulouse, where his sister Giuliana lived with her husband, Duccio Tabet. On 13 June, just a day before the Germans entered Paris, Pontecorvo, his brother Gillo, cousin Emilio Sereni and Salvador Luria set out for Toulouse on bicycles. It took them ten days to reach Toulouse. Luria went to Marseilles, from whence he eventually made his way to the United States. Pontecorvo, Marianne, Gil, Giuliana and Tabet boarded a train that took them to Lisbon via Madrid on 19 July 1940. Both women were pregnant. Marianne had a miscarriage, and was hardly fit to travel, but nonetheless boarded the liner Quanza on 9 August 1940 on its voyage bringing refugees to the United States. Both women were seasick. On 19 August 1940, the ship reached New York City, where they stayed with his brother Paolo. While there, he visited Fermi at his new home in Leonia, New Jersey.
Оклахома штатында кен іздеу
Тулсада Понтекорво Standard Oil компаниясы қаржылаған екі еуропалық мигрант, Яков "Джейк" Нойфельд және Серж Александрович Шербацкой құрған Well Surveys атты компанияда жұмыс істеді. Олардың мақсаты ядролық физиканы пайдалы қазбаларды іздеуде қолдану болатын. Гамма сәулелі құрылғы тау жыныстарының шығындарын талдауда табысқа жеткен еді. Италия мен Франциядағы жұмыстардан шабыттанған олар, нейтрондардың электр заряды болмағандықтан, тау жыныстарында радиоактивтілікті тудырып, жер бетінің астындағы әртүрлі элементтерді анықтай алады деп ойлады. Понтекорво оларға қажетті сарапшы еді. Понтекорво радий мен бериллийді пайдаланып, парафин майын нейтрондық тежегіш ретінде қолданып, нейтрон көзін жасады және Ферми мен Амальди әзірлеген әдістермен әртүрлі минералдардың сіңірілуін өлшеді. 1941 жылдың маусым айына қарай, ол шифер, әк тас және құмтас арасын ажырата алатын және олардың арасындағы өтулерді картаға түсіре алатын құрылғы жасады. Бұл техниканы баяу нейтрондардың табылуының алғашқы практикалық қолданылуы деп санауға болады және ондаған жылдар бойы ұңғымаларды тіркеуде қолданылып келді. Ол өзінің құрал-жабдықтарына қатысты төрт патент алды. 1941 жылдың соңында Понтекорво қажетті радиоизотоптарды алуда қиындықтарға тап болды. Ол білмейтіні, Манхэттен жобасы, атом бомбасын жасауға бағытталған соғыс шарасы, нарықты бақылауда ұстап тұрған еді. Оларды алу үшін ол 1942 жылдың сәуірінде Нью-Йоркте Ферми, фон Халбан және Джордж Плачекпен кездесті. Ол қалаған материалдарды ала алмады, бірақ Ферми Wells Surveys жұмысына күтпеген қызығушылық танытты.
In Tulsa, Pontecorvo went to work for two European migrants, Jakov "Jake" Neufeld and Serge Alexandrovich Scherbatskoy, who had founded a company called Well Surveys with funds provided by Standard Oil. Their idea was to apply nuclear physics to searching for minerals. A gamma ray device had been successful at analysing rock outcroppings. Inspired by the work done in Italy and France, they reasoned that neutrons, being without electrical charge, might be able to detect different elements beneath the surface by inducing radioactivity on the rocks. In Pontecorvo, they had the expert they needed. Pontecorvo created a neutron source using radium and beryllium, as the Via Panisperna boys had, with paraffin wax as a neutron moderator, and measured the absorption of different minerals using methods developed by Fermi and Amaldi. By June 1941, he had a device that could differentiate shale, limestone and sandstone, and map the transitions between them. The technique may be considered the first practical application of the discovery of slow neutrons, and would still be in use decades later for well logging. He filed four patents relating to his instrumentation. By late 1941, Pontecorvo was having difficulty securing the radioisotopes that he needed. Unbeknown to him, the Manhattan Project, the wartime effort to build atomic bombs, was cornering the market. In an attempt to obtain them, he met with Fermi, von Halban and George Placzek in New York in April 1942. He was unable to secure the supplies he wanted, but Fermi showed an unexpected keen interest in the Wells Surveys work.
Құбыр қорытпалары
Фермимен кездесу ешқандай жабдық әкелмеді, бірақ Понтекорвоға фон Халбан мен Плачек Канададағы Монреаль зертханасындағы Tube Alloys тобына қосылу туралы ұсыныс жасады. Сэр Эдвард Апплтон оның тағайындалуына алаңдады, себебі Понтекорвоның саяси нанымы емес, британдық азамат еместігі және Tube Alloys-та жұмыс істейтін шетелдік ғалымдардың көп саны болды. Апплтон ақырында Понтекорвоның беделіне және жақсы физиктердің жетіспеуіне көнді. Понтекорво 1943 жылғы 15 қаңтарда Tube Alloys-қа ресми түрде тағайындалды және 1943 жылғы 7 ақпанда отбасымен Монреальге келді. Монреаль тобы ауыр суды нейтрондық тежегіш ретінде пайдаланатын ядролық реакторды жобалады, бірақ қажетті ауыр судың мөлшері жетіспеді. 1943 жылғы тамызда Черчилль мен Рузвельт Квебек келісімін жасады, нәтижесінде АҚШ пен Ұлыбритания арасындағы ынтымақтастық жаңадан басталды, ал Tube Alloys Манхэттен жобасына біріктірілді. Джон Коккрофт 1944 жылы Монреаль зертханасының директоры болды. Қауіпсіздік үшін ол реакторды шалқар Чалк Ривер зертханаларында салуға шешім қабылдады. Соғыстан кейінгі ядролық бағдарламаны ескере отырып, ол Понтекорво мен Алан Нанн Мейге Канадаға келген Манхэттен жобасының ғалымдарын «дебрифингтен» өткізуді тапсырды, бұл практикалық тұрғыдан Ұлыбритания үшін тыңшылық жасау болды. Өкінішке орай, Нанн Мей де совет тыңшысы болды. Понтекорвоның екінші ұлы 1944 жылғы 20 наурызда дүниеге келді, ал үшінші ұлы Антонио 1945 жылғы шілдеде дүниеге келді. АҚШ-тан ауыр сумен қамтамасыз етілген Чалк Ривердегі реактор, ZEEP деп аталды, 1945 жылғы 5 қыркүйекте іске қосылды. Реакторды жобалаудан басқа Понтекорво ғарыштық сәулелерді, мюондардың ыдырауын және оның өміріне айналған нейтриноны зерттеді. Ол реакторды жобалауға қатысты 25 мақала жазды, бірақ олардың тек екеуі ғана жарияланды. Ол сонымен қатар бұрынғы фирмасымен бірге Солтүстік-Батыс территорияларындағы Порт-Радиум маңындағы уран кендерін іздеді. 1945 жылғы тамызда соғыс аяқталғаннан кейін физиктерге үлкен сұраныс болды, ал Понтекорво АҚШ-тың бірнеше университетінен тартымды және жоғары төлемді ұсыныстар алды. Оның орнына 1946 жылғы 21 ақпанда ол Коккрофттан Британдық атом энергиясын зерттеу мекемесіне (AERE) қосылу туралы ұсынысты қабылдады. Ол 1947 жылы жаңа NRX реакторын іске қосу үшін Чалк Риверде қалды. Ол NRX 1947 жылғы 21-22 шілдеде іске қосылғанда бақылау бөлмесінде болған төрт физиктің бірі болды. Ол кезде ол кез келген басқа реактордан бес есе көп нейтрондық ағынға ие болды және әлемдегі ең қуатты зерттеу реакторы болды. Олег Гордиевскийдің айтуынша, КГБ-ның ең жоғары лауазымды офицері дезертир болған, ал Павел Судоплатовтың айтуынша, Понтекорво – Совет Одағының сыртқы барлау қызметінің бұрынғы директорының орынбасары, совет тыңшысы болған. Алайда Судоплатов Понтекорвоны Mlad кодировкасымен белгілі тыңшы ретінде жаңылыстырды, ол қазір Тед Холл екені белгілі. Понтекорво Канадада, Ұлыбританияда немесе Совет Одағында ядролық қару жасаумен айналысқанын жоққа шығарды, бірақ ол тыңшы болғанын растамады да, жоққа шығармады да. Оған қарсы дәлелдер нашар болды. Франк Клоуз Канаданың NRX реакторының жобалары Совет Одағына жеткенін, ал Лона Коэн 1947 жылы NRX жұмысын бастағаннан кейін уран үлгісін алғанын атап өтті. Нанн Мей кінәлі бола алмады, сондықтан Понтекорво басты күдікті. КСРО-да Понтекорво құрметпен қарсы алынып, совет номенклатурасына ғана берілген артықшылықтар берілді. Ол қазіргі Ядролық зерттеулер жөніндегі бірлескен институтта (JINR) Дубнада қайтыс болғанға дейін жұмыс істеді, жоғары энергиялы бөлшектердің теориялық зерттеулеріне толыққанды назар аударып, нейтринолар мен мюондардың ыдырауы туралы зерттеулерін жалғастырды. Оның зерттеулері үшін 1953 жылы Сталин сыйлығы, 1955 жылы КСРО Коммунистік партиясының және 1958 жылы КСРО Ғылым академиясының мүшелігі, екі Ленин ордені берілді. Ол әлсіз өзара әрекеттесу туралы жұмысы үшін 1964 жылы Лениндік сыйлыққа ие болды. 1950 жылы ақын Михаил Светловтың әйелі Родам Амиреджибимен өмір бойы қарым-қатынас жасай бастады. 1955 жылы ол баспасөз конференциясында Батыстан шығып, Совет Одағында жұмыс істеуді таңдауының себептерін түсіндірді. Нәтижесінде Ұлыбритания оның британдық азаматтығын 1955 жылғы 24 мамырда жоққа шығарды. Понтекорвоға көп жылдар бойы Совет Одағынан шығуға рұқсат берілмеді; оның алғашқы шетелдік сапары 1978 жылы Италияға Амальдидің 70 жылдығын тойлау үшін жасалды. Одан кейін ол Италияға жиі сапарлады және кейде басқа елдерге де барып қайтты. Франция 1982 және 1984 жылдары оның сапарын рұқсат етпеді, бірақ 1989 жылы рұқсат берді.
The meeting with Fermi yielded no supplies, but it did result in Pontecorvo receiving an offer from von Halban and Placzek to join the Tube Alloys team at the Montreal Laboratory in Canada. There was some concern from Sir Edward Appleton over his appointment, not because of Pontecorvo's political beliefs, but on account of the fact that he was not a British national, and there were already a large number of foreign scientists working on Tube Alloys. Appleton was ultimately persuaded due to Pontecorvo's reputation, and the fact that good physicists were in short supply. Pontecorvo was officially appointed to Tube Alloys on 15 January 1943, and arrived in Montreal with his family on 7 February 1943. The Montreal team designed a nuclear reactor using heavy water as a neutron moderator, but lacked the quantity of heavy water needed. In August 1943, Churchill and Roosevelt negotiated the Quebec Agreement, which resulted in a resumption of cooperation between the United States and Great Britain, merging Tube Alloys into the Manhattan Project. John Cockcroft became director of the Montreal Laboratory in 1944. For safety reasons, he decided to build the reactor at the remote Chalk River Laboratories. With an eye on a post war nuclear program, he had Pontecorvo and Alan Nunn May "debrief" Manhattan Project scientists who visited Canada, in practice spying for Britain. Unfortunately, Nunn May was also a Soviet spy. Pontecorvo's second son was born on 20 March 1944, and was named Tito after the Yugoslavian communist leader. A third son, Antonio, was born in July 1945. With heavy water supplied by the United States, the reactor at Chalk River, known as ZEEP went critical on 5 September 1945. In addition to reactor design, Pontecorvo also looked into cosmic rays, the decay of muons, and what would become his obsession, neutrinos. He wrote 25 papers related to reactor design, although only two were published. He also did some prospecting with his old firm, searching for uranium deposits near Port Radium in the Northwest Territories. Physicists were in great demand after the war ended in August 1945, and Pontecorvo received attractive and lucrative offers from several universities in the United States. Instead, on 21 February 1946, he accepted an offer from Cockcroft to join the British Atomic Energy Research Establishment (AERE). For the time being, he remained at Chalk River for the commissioning of the new NRX reactor in 1947. He was one of four physicists present in the control room when the NRX was started up on the night of 21–22 July 1947. At the time, it had five times the neutron flux of any other reactor, and was the most powerful research reactor in the world. According to Oleg Gordievsky, the highest ranking KGB officer ever to defect, and Pavel Sudoplatov, the former deputy director of Foreign Intelligence for the Soviet Union, Pontecorvo was a Soviet spy. However, Sudoplatov misidentified Pontecorvo as the spy codenamed Mlad, who is now known to be Ted Hall. While Pontecorvo always denied working on nuclear weapons, in Canada, Britain or the Soviet Union, he never confirmed or denied that he was a spy. The actual evidence against him was flimsy. Frank Close noted that the blueprints of the Canadian NRX reactor had made their way to the Soviet Union, and Lona Cohen obtained a sample of uranium from the NRX after it started operation in 1947. Nunn May could not have been the culprit, so Pontecorvo is the prime suspect. In the USSR Pontecorvo was welcomed with honours and given privileges reserved only to the Soviet nomenklatura. He worked until his death in what is now the Joint Institute for Nuclear Research (JINR) in Dubna, concentrating entirely on theoretical studies of high energy particles and continuing his research on neutrinos and decay of muons. In recognition of his research he was awarded the Stalin Prize in 1953, membership in the Communist Party of the Soviet Union in 1955 and the Academy of Sciences of the Soviet Union in 1958, and two Orders of Lenin. He was awarded the Lenin Prize in 1964 for his work on the weak interaction. He began a lifelong affair with Rodam Amiredzhibi, the wife of poet Mikhail Svetlov, in 1950. In 1955, he appeared in public at a press conference where he explained to the world the motivations of his choice to leave the West and work in the Soviet Union. As a result, the United Kingdom revoked his British citizenship on 24 May 1955. Pontecorvo was not permitted to leave the Soviet Union for many years; his first trip abroad being in 1978 when he travelled to Italy for celebrations of Amaldi's 70th birthday. Thereafter, he made frequent trips to Italy, and occasional visits to other countries. France refused to allow him to visit in 1982 and 1984, but relented in 1989.