Общество
АЛХИМИКИ ЖИВУТ В РОССИИ
13 февраля
В естественных условиях самым тяжелым элементом является уран, имеющий 92 протона. Нептуний и плутоний ныне на Земле не встречаются, впрочем, это не значит, что их никогда и не было. Просто эти элементы имеют очень короткий период полураспада. В значительных количествах они присутствуют в звездном веществе, где постоянно синтезируются.
Ученые попытались воспроизвести их в земных условиях, а также и более тяжелые. Вслед за плутонием и нептунием были синтезированы еще 15 химических элементов, вплоть до 112-го. В результате было установлено, что с увеличением атомного номера элемента время его жизни резко падает. Так, если уран, имеющий атомный номер 92, живет около 1 миллиарда лет, то 112-й элемент - только 0,00002 секунды.
Казалось, что ученые подошли к концу таблицы Менделеева. Но в середине шестидесятых годов прошлого века теоретиками была выдвинута гипотеза о возможном существовании очень тяжелых долгоживущих атомных ядер. Это предположение получило наименование гипотезы "островов стабильности".
Вот эта самая гипотеза и была подтверждена в ходе прошлогодних экспериментов. Работа была произведена на построенном недавно российском ускорителе тяжелых ионов в Дубне. Помимо группы Оганесяна в экспериментах принимали участие американские физики из знаменитой Ливерморской национальной лаборатории. Были синтезированы 114-й и 116-й элементы и показано, что они живут в десятки и сотни тысяч раз дольше, чем их более легкие предшественники.
Наиболее интригующие результаты ожидались при синтезе элементов с нечетными атомными номерами, в частности при изучении свойств радиоактивного распада 115-го и 113-го элементов. По теоретическим предсказаниям, 115-й элемент должен был трансформироваться в 113-й элемент. Тот, в свою очередь, в результате аналогичного процесса должен переходить в элемент 111-й. Затем можно было ожидать появления элементов с номерами 109, 107 и т. д. Таким образом, эксперимент позволял наблюдать все превращения этого радиоактивного семейства. При этом предсказывались свойства каждого вновь образующегося элемента.
Для синтеза ожидавшегося 115-го элемента приготовлена мишень из 95-го элемента - америция. Эта мишень была помещена в построенный в 2000 году в Дубне ускоритель. На сегодняшний день - самый современный ускоритель в мире. Он позволяет разгонять элементарные частицы до одной десятой скорости света.
После отделения атомов 115-го элемента от громадного количества побочных продуктов реакции осуществлялось их детектирование. Три раза детектор регистрировал одинаковую картину распада 115-го элемента: пять последовательных распадов продолжительностью около 20 секунд (огромное время по ядерным масштабам), которые приводили к изотопу 105-го элемента - дубния. Этот изотоп "прожил" более 20 часов, прежде чем разделился на две части! Столь продолжительная во времени цепочка распада 115-го элемента является прямым следствием существования "островов стабильности" сверхтяжелых элементов.
Впервые о результатах исследований было объявлено 23 сентября прошлого года на Менделеевском съезде в Казани. Однако состоявшаяся на этой неделе публикация в журнале The Physical Review вызвала шок в научном мире. Два крупнейших американских издания New Scientist и Nature не замедлили откликнуться на эту статью. New Scientist назвал результаты российского эксперимента событием номер один в мире науки, а Nature назвал российских физиков "современными алхимиками", а результаты их работы впечатляющими.
Вновь синтезированные элементы пока не получили своих имен, так как результаты экспериментов российских ученых ждут своего подтверждения. Сделать это могут только в США, но и там нет такого мощного ускорителя. Для строительства комплекса, подобного российскому, американское министерство энергетики уже выделило 230 миллионов долларов. Не нужно говорить, что российский ускоритель стоил гораздо дешевле.
Дмитрий МАЦКЕВИЧ
Ученые попытались воспроизвести их в земных условиях, а также и более тяжелые. Вслед за плутонием и нептунием были синтезированы еще 15 химических элементов, вплоть до 112-го. В результате было установлено, что с увеличением атомного номера элемента время его жизни резко падает. Так, если уран, имеющий атомный номер 92, живет около 1 миллиарда лет, то 112-й элемент - только 0,00002 секунды.
Казалось, что ученые подошли к концу таблицы Менделеева. Но в середине шестидесятых годов прошлого века теоретиками была выдвинута гипотеза о возможном существовании очень тяжелых долгоживущих атомных ядер. Это предположение получило наименование гипотезы "островов стабильности".
Вот эта самая гипотеза и была подтверждена в ходе прошлогодних экспериментов. Работа была произведена на построенном недавно российском ускорителе тяжелых ионов в Дубне. Помимо группы Оганесяна в экспериментах принимали участие американские физики из знаменитой Ливерморской национальной лаборатории. Были синтезированы 114-й и 116-й элементы и показано, что они живут в десятки и сотни тысяч раз дольше, чем их более легкие предшественники.
Наиболее интригующие результаты ожидались при синтезе элементов с нечетными атомными номерами, в частности при изучении свойств радиоактивного распада 115-го и 113-го элементов. По теоретическим предсказаниям, 115-й элемент должен был трансформироваться в 113-й элемент. Тот, в свою очередь, в результате аналогичного процесса должен переходить в элемент 111-й. Затем можно было ожидать появления элементов с номерами 109, 107 и т. д. Таким образом, эксперимент позволял наблюдать все превращения этого радиоактивного семейства. При этом предсказывались свойства каждого вновь образующегося элемента.
Для синтеза ожидавшегося 115-го элемента приготовлена мишень из 95-го элемента - америция. Эта мишень была помещена в построенный в 2000 году в Дубне ускоритель. На сегодняшний день - самый современный ускоритель в мире. Он позволяет разгонять элементарные частицы до одной десятой скорости света.
После отделения атомов 115-го элемента от громадного количества побочных продуктов реакции осуществлялось их детектирование. Три раза детектор регистрировал одинаковую картину распада 115-го элемента: пять последовательных распадов продолжительностью около 20 секунд (огромное время по ядерным масштабам), которые приводили к изотопу 105-го элемента - дубния. Этот изотоп "прожил" более 20 часов, прежде чем разделился на две части! Столь продолжительная во времени цепочка распада 115-го элемента является прямым следствием существования "островов стабильности" сверхтяжелых элементов.
Впервые о результатах исследований было объявлено 23 сентября прошлого года на Менделеевском съезде в Казани. Однако состоявшаяся на этой неделе публикация в журнале The Physical Review вызвала шок в научном мире. Два крупнейших американских издания New Scientist и Nature не замедлили откликнуться на эту статью. New Scientist назвал результаты российского эксперимента событием номер один в мире науки, а Nature назвал российских физиков "современными алхимиками", а результаты их работы впечатляющими.
Вновь синтезированные элементы пока не получили своих имен, так как результаты экспериментов российских ученых ждут своего подтверждения. Сделать это могут только в США, но и там нет такого мощного ускорителя. Для строительства комплекса, подобного российскому, американское министерство энергетики уже выделило 230 миллионов долларов. Не нужно говорить, что российский ускоритель стоил гораздо дешевле.
Дмитрий МАЦКЕВИЧ
