АЛХИМИКИ ЖИВУТ В РОССИИ
2 февраля в 69-м томе американского научного журнала The Physical Review была напечатана статья российских ученых, работающих под руководством академика Юрия Оганесяна (на снимке) в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне. В ней опубликованы итоги серии научных экспериментов, проведенных группой Оганесяна с 14 июля по 10 августа прошлого года. В результате этих экспериментов были получены четыре новых сверхтяжелых химических элемента. Открытие в 1940-1941 годах первых искусственных элементов - нептуния и плутония - явилось началом нового направления ядерной физики и химии по исследованию свойств трансурановых элементов и возможности их применения во многих областях науки и техники. С тех пор вопрос о существовании верхней границы таблицы элементов Д.И. Менделеева представляет большой интерес для фундаментальной науки о строении материи и ее превращениях. Подобные исследования проводятся во многих крупных научных центрах Германии, США, Японии, Франции и в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне.<br>
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.