Как уверяют ученые, это открытие может существенно повлиять на знания ученых всего мира о формировании Вселенной и процессах, формирующих атомные элементы таблицы Менделеева.
Ошибка Нильса Бора
Это открытие может существенно повлиять на знания ученых всего мира о формировании Вселенной
В 1941 году, когда были открыты первые искусственные элементы – нептуний и плутоний, – появилось новое направление ядерной физики и химии, которое исследовало свойства трансурановых элементов и возможность их применения в науке и технике. Именно с того времени вопрос о верхней границе в таблице Менделеева стал предметом горячего обсуждения в Германии, США, Японии, Франции и Советском Союзе. В нашей стране эксперименты в этой области проводились в Дубне, где находится Объединенный институт ядерных исследований, и за много лет работы было синтезировано 20 новых элементов, вплоть до 112-го.
Выяснилось, что чем больше атомный номер элемента, тем меньше он живет, – например, уран (№ 92) живет около миллиарда лет, а неназванный 112-й элемент всего 0,00002 секунды.
В середине 60-х годов прошлого века появилась гипотеза о существовании очень тяжелых долгоживущих атомных ядер, которым принадлежат так называемые «острова стабильности». (Напомним, что небезызвестный Нильс Бор предрекал, что последним элементом в Периодической системе станет № 104, поскольку следующие за ним элементы «живут» так мало времени, что говорить о них как о стабильной материи бессмысленно.)
Экспериментальное подтверждение гипотеза получила в ОИЯИ во время исследований, которые проводила группа российских и американских ученых. Им удалось синтезировать 112, 113, 114, 115 и 116-й элементы и показать, что на самом деле они живут в сотни раз дольше, чем их более легкие предшественники. Однако для независимого подтверждения открытия новых элементов требовалось определение атомного номера какого-либо из изотопов химическим методом.
Открытие и подлог
Главный научный сотрудник Института теоретической и экспериментальной физики Минатома РФ Юрий Абов |
Впервые такой эксперимент удался химикам ОИЯИ совместно с их коллегами из швейцарского Института Пауля Шерера и американской Ливерморской национальной лаборатории в 2004 году. В ходе эксперимента были химически идентифицированы элементы 115 и 113 по конечному продукту их распада элементу дубнию-105, который «жил» около 30 часов. Успех был настолько весомым в научных кругах, что 8-я Международная конференция «Ядро-ядерные столкновения», в которой участвовали физики-ядерщики из 34 стран, прошла в Москве. Член-корреспондент РАН, главный научный сотрудник Института теоретической и экспериментальной физики Минатома РФ Юрий Абов заявил, что речь идет о «понимании строения атомного ядра как основы всех веществ нашего материального мира». «Мы как бы исследуем «кирпичики», из которых состоит Вселенная, или их сочетание при формировании той или иной области Вселенной», – пояснил Абов. После проверки предположений российских ученых о том, что после 105–110 элемента таблицы Менделеева должна существовать область сверхтяжелых стабильных атомов, эти атомы были открыты после бомбардировки тяжелых атомов атомными ядрами. Тогда же, в 2004 году, в российских лабораториях были получены устойчивые 114, 116 и 118-й атомные элементы, которые, по словам Абова, могут оказать решающее влияние на процесс образования звездных веществ.
Эксперимент, химическим путем подтверждающий открытие новых элементов, прошел с 5 по 28 мая в ОИЯИ и не только идентифицировал 112 элемент, но и подтвердил синтез более тяжелых элементов таблицы Менделеева с номерами 114 и 116.
Следует отметить, что не всегда открытия ученых в этой области увенчиваются успехом. Семь лет назад в американском городе Беркли лаборатория имени Лоуренса заявила об удачном синтезе 118-го элемента, который был назван «унуноктикум». По американским технологиям аналогичные опыты пытались повторить физики из Германии и Японии, однако успеха не добились, после чего унуноктикум прозвали «элементом-невидимкой». Однако три года спустя американские ученые аннулировали открытие, публично заявив о научном мошенничестве одного из членов группы, проводившей опыт.