Новый химический элемент

Согласно распространенному совместному заявлению сотрудников Ливерморской лаборатории им. Лоуренса (Калифорния) и Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ, г. Дубна) эксперименты, проводившиеся на дубнинском ускорителе элементарных частиц в феврале – июне 2005 года, привели к открытию нового химического элемента с порядковым номером 118 по периодической системе.

На сегодняшний день элемент не имеет собственного названия, как и открытые ранее российскими физиками элементы № 113 и № 115. Как сообщалось ранее, новый элемент, замыкающий на сегодня Периодическую систему Менделеева, предполагалось назвать московием, однако в Академии наук РФ полагают, что «новорожденному» необходимо присвоить имя флерий – в честь основателя учения о сверхтяжелых (СТЭ, иначе трансурановых) элементах Георгия Николаевича Флерова, скончавшегося 16 лет назад.

Скандальное закрытие

Сверхтяжелые изотопы прекрасно производятся в нашей бесконечной Вселенной и безо всякого человеческого участия, например при взрывах сверхновых звезд

Присвоение собственных имен химическим элементам – прерогатива Международного союза теоретической и прикладной химии (ИЮПАК, International Union of Pure and Applied Chemistry). Впрочем, академики с представлением открытия до сих пор не торопились, памятуя сравнительно недавнюю скандальную историю с открытием и «закрытием» 118-го.

В 1999 году о синтезе нового элемента сообщила лаборатория Лоуренса в Беркли (LBNL), одна из крупнейших американских физических лабораторий. Несколько ядер элемента, содержащих 118 протонов и 175 нейтронов, якобы были получены при бомбардировке высокоэнергетичными ионами криптона свинцовой мишени.

Сомнения в научном сообществе зародились после того, как двум независимым группам из Германии и Японии так и не удалось повторить опыт. Группа авторов открытия из Беркли перепроверила свои результаты снова и обнаружила, что признаков распада 118-го элемента на самом-то деле обнаружено не было.

После этого LBNL публично признала, что ошибка произошла по вине одного из сотрудников, которого и уволили с работы. В американской прессе сообщалось, что им стал эмигрант из Болгарии Виктор Нинов – он был первым автором статьи, в которой сообщалось об открытии.

На сей раз проверка была произведена более тщательно, да и методика эксперимента была иной. Исследователи сообщили, что ядро нового элемента образовалось в результате бомбардировки мишени из элемента калифорния ионами изотопа кальция.

В поисках «острова стабильности»

На этой компьютерной модели схематически показаны атомы элемента 118, перемещающиеся в ускорителе по направлению к детектору частиц (фото llnl.gov).

Собственно, все эти достаточно дорогостоящие «игры» с синтезом химических элементов, срок жизни которых не превышает десятых и тысячных долей секунды, затеяны не на пустом месте. Дело в том, что дубнинские физики достаточно давно высказали теорию о существовании «островов стабильности», которая подразумевает, что СТЭ могут быть намного стабильнее обычных трансуранов: сроки их полураспада могут составлять от нескольких минут до нескольких лет.

Согласно расчетам физиков-теоретиков, остров стабильности начинается в районе 120-го элемента системы Менделеева. Правда, по словам руководителя ОИЯИ Юрия Оганесяна, при определенных соотношениях нейтронов и протонов в ядре стабильность может наступить намного раньше. «Мы получили цепь последовательных альфа-распадов элементов 115, 113, 111, 109, 107 и 105. Вся цепочка распада заняла у нас сутки! Притом что элементы, синтезированные ранее, жили сотые доли секунды!» – отметил Оганесян.

Кстати, по расчетам ученых, у сверхтяжелых элементов, таких как № 400, должна наблюдаться «пузырьковая» структура: ядра таких элементов должны быть полыми внутри. А следовательно, и химия таких элементов должна быть чрезвычайно необычной. Очевидно, что эти эксперименты носят прежде всего космогонический характер.

«Речь идет о современном понимании строения атомного ядра – как основы всех веществ нашего материального мира, – говорит старший научный сотрудник Института теоретической и экспериментальной физики, член-корреспондент РАН Юрий Абов. – Мы как бы исследуем кирпичики, из которых состоит Вселенная, или их сочетание при формировании той или иной области Вселенной».

«Предполагается, что эти сверхтяжелые элементы могут обладать неожиданными свойствами, которые оказали решающее влияние на процесс образования атомов элементов таблицы Менделеева в начальной стадии формирования галактик, когда при сверхвысоких температурах сталкивались атомные ядра», – комментирует Абов сообщение об открытии.

«Незнакомцы» погубят планету?

Ускоритель RHIC, наиболее мощная из существующих в мире установок такого типа, может породить «незнакомцев», так называемые strangelets – новый тип материи

Строго говоря, сверхтяжелые изотопы прекрасно производятся в нашей бесконечной Вселенной и безо всякого человеческого участия, например при взрывах сверхновых звезд. Но вот чего точно не наблюдается во Вселенной, так это «мирного сосуществования» сверхтяжелых изотопов с обычным твердым веществом ни на одной планете ни в одной планетной системе. И в этом пока никем не опровергнутом факте некоторые эксперты усматривают опасность экспериментов со сверхтяжелыми элементами.

Вкратце суть опасений такова: что случится, если изотоп в количестве нескольких молекул, живущий микросекунды, в течение наносекунд начнет не спонтанно делиться, как положено существующим, ранее известным изотопам тяжелых химических элементов, а, наоборот, начнет неконтролируемо поглощать атомы других химических элементов и вызовет спонтанный процесс превращения обычного земного вещества в более стабильное сверхплотное? Такое, из которого, как считают, состоят сверхплотные космические объекты: белые карлики и нейтронные звезды.

Заметим, что такие опасения высказывают не только дилетанты от физики на разных околонаучных интернет-форумах. Так, директор уже упоминавшейся LBNL Джон Марбургер поручил комитету ученых исследовать возможность катастрофического бедствия при реализации проекта поиска новых СТЭ.

На эту тему
• Водородное топливо для авто
• Таблица Менделеева расширилась
• Открытие ученого из России
• Самая умная страна

В его предупреждении к другим физикам отмечалось, что присутствует риск того, что ускоритель RHIC, наиболее мощная из существующих в мире установок такого типа, может породить «незнакомцев», так называемые strangelets – новый тип материи, состоящей из «странных кварков» (Strange quarks), субатомных частиц, поведение которой будет непредсказуемым.

Джон Нельсон , профессор ядерной физики из университета Бирмингема, возглавляющий английскую научную команду на RHIC, отметил, что шансы несчастного случая чрезвычайно малы, но необходимо их оценить. «Большой вопрос заключается в возможном исчезновении планеты в мгновение ока. Удивительно неправдоподобно, что может быть такой риск, но я не могу доказать обратного», – добавил он.