Академик Оганесян - соавтор открытия элементов с 100-го по
108-й, а с 113-го по 118-й впервые синтезированы в его лаборатории в Дубне
Юрий Цолакович Оганесян - уникальное явление нашего времени. Сфотографироваться
с ним просят на различных конференциях и конгрессах молодые ученые из России и
США, Китая и Германии. Нет, Оганесян пока не нобелевский лауреат, хотя его
кандидатуру неоднократно выдвигают на премию. Но у Нобелевского комитета своя
логика и свои предпочтения, которые почти после каждого награждения вызывают у
научного сообщества недоумение.
Имена многих лауреатов, которые при оглашении премии громко
прозвучали на весь мир, давно забыты. А имя Оганесяна, можно сказать, увековечено.
Достаточно взглянуть на таблицу Менделеева, где последний 118-й элемент
называется "оганесон". Юрий Оганесян второй ученый, который еще при
жизни удостоился такой чести. Первый - Гленн Сиборг из США, который участвовал
в синтезе 106-го элемента - сиборгия. Всего же академик Оганесян является
соавтором открытия элементов с 100-го по 108-й, а семейство с 113-го по 118-й
синтезированы в Дубне под его руководством.
По мнению научного сообщества, одним из самых крупнейших
достижений российской науки в XXI веке, а может, и самым выдающимся, является
открытие новых химических элементов. Напомним, что сегодня из 118 элементов
таблицы Менделеева в природе существуют лишь первые 92. Самый легкий - водород,
самый тяжелый и последний - уран. На самом деле миллиарды лет назад на заре
Солнечной системы ассортимент элементов был куда обширней, существовали даже
настоящие "тяжеловесы", но их судьба оказалась такой же, как у
гигантских динозавров. Гиганты вымерли, "мелочь" осталась. Так и с
элементами. Все супертяжелые давно распались, а выжили только 92 стабильных.
Юрий Оганесян второй ученый, чье имя еще при жизни
увековечено в таблице Менделеева
Почему? Ученые поняли: чем тяжелей элемент, тем он меньше
живет. Например, 94-й плутоний, который применяется в ядерной энергетике, живет
24 тысячи лет, а затем распадается. Он существовал при образовании материи, но
в природе не дожил до наших дней. Известно, что 98-му отведено 80 лет, 100-му -
полгода, 102-му - десятки минут, 104-му - секунды и т.д.
Поэтому долгое время считалось, что за стабильными элементами
- пустыня, где бессмысленно что-либо искать. Это представление в корне изменила
работа теоретиков. В конце 60-х годов прошлого века они доказали, что в
некоторых ядрах может быть особое соотношение протонов и нейтронов, при котором
взаимодействие в ядре усиливается, и это делает ядро более устойчивым. Такое
соотношение получило название "магическое число".
Как известно, самый тяжелый стабильный элемент в природе -
свинец. Например, у свинца-208 в ядре 82 протона, которые составляют "магическое"
число, и 126 нейтронов - это тоже "магическое число", таким образом
свинец дважды "магический". Если бы эти числа не были
"магическими", то свинец на Земле давно бы распался.
А общий вывод теоретиков оказался сенсационным: в семействе
сверхтяжелых элементов должен существовать "Остров стабильности", где
ядра живут по закону "магических чисел". Ближайшим кандидатом был
назван 114-й элемент. На его поиски и бросились ученые ведущих лабораторий США,
Германии, Франции, Японии, СССР. Инструменты применялись самые разные, вплоть
до мощных ускорителей и даже ядерных взрывов. Однако более 20 лет все эти
попытки были тщетны. И только в 2006 году российские ученые под руководством
Юрия Оганесяна объявили, что им удалось подтвердить существование первого долгоживущего
элемента 114 и получить подтверждение существования "Острова
стабильности". В 2012 году этот элемент был вписан в таблицу Менделеева
под названием флеровий.
За последующие годы физикам ведущих стран удалось открыть
более 20 сверхтяжелых элементов на мощных ускорителях, сталкивающих разогнанные
до гигантских скоростей частицы, заставляя их "склеиваться" в более
крупные ядра. Такие гиганты крайне нестабильны, срок их жизни очень мал.
Скажем, оганесон живет несколько миллисекунд. Однако ученые уверены, что в
будущем обязательно будут синтезированы элементы-аксакалы, которые смогут жить
и сотни лет, а может, даже миллионы.
Сейчас ученые Дубны намерены получить 120-й элемент. Но, по
словам Юрия Оганесяна, на нем семейство сверхтяжелых элементов, скорее всего,
не заканчивается. Теория показывает, что еще дальше, в области 170-го элемента,
должен существовать еще один "Остров стабильности". Чтобы его
достичь, ученым требуется глубже разобраться в самой природе процессов
формирования атомного ядра и, конечно, создать более мощные ускорители частиц.
Несколько лет назад в Дубне начала работать Фабрика
сверхтяжелых элементов в Лаборатории ядерных реакций Объединенного института
ядерных исследований, которой нет аналогов в мире. Впервые в мире ученым уже
удалось здесь получить пять новых изотопов сверхтяжелых элементов:
дармштадтий-276, хассий-272 и сиборгий-268, лоурепнсий-264 и московий-286.
Здесь будут синтезировать новые сверхтяжелые элементы.
Мнение
Григорий Трубников,
академик, директор Объединенного института ядерных исследований:
- Чем меня всегда поражал Юрий Цолакович? У него
фантастическая интуиция. И сейчас, когда ему 90 лет, она ему не изменяет. Он
по-прежнему главный "дирижер" в своей лаборатории, которую много лет
назад создал его учитель Георгий Николаевич Флеров. В ее работе есть специфика.
Ученые нередко стоят перед выбором, какие эксперименты проводить? Есть 5-7
вариантов, все вроде бы перспективные, но нужно остановиться на одном.
Начинаются споры, у каждого свои аргументы. И бывает, что руководитель остается
вообще в одиночестве. Но берет на себя ответственность, а когда через полгода
эксперимент заканчивается, все разводят руками - опять попал в десятку.
Кстати, вот конкретный пример. Вроде бы по всем показателям
ускоритель исчерпал свои возможности, его нужно закрывать года на три для
модернизации. Вдруг на научно-техническом совете Юрий Цолакович говорит, что на
ускорителе еще полгода можно работать. Начались такие бурные споры... Но его
авторитет перевесил. И он в который раз оказался прав. Если бы не послушали, то
первенство открытия одного из новых элементов было бы не у нас, а у какой-то
зарубежной лаборатории.
Вообще природа одарила Юрия Цолаковича разными талантами. Он
прекрасно рисует, пишет стихи. Глубоко рассуждает на самые разные темы, у него
поистине энциклопедические знания.
Мне кажется, было бы здорово, если бы лидеры государства
публично встретились с таким уникальным человеком. Думаю, что они были бы интересны
друг другу, а наша многомиллионная аудитория открыла бы для себя новое имя.
Узнала бы, что такой выдающийся ученый живет и работает в России, гордилась,
что является нашим современником.
Звонок "Российской
газеты" академику Оганесяну, которому исполняется 90 лет
Юрий Цолакович, читал,
что вы вовсе не хотели быть физиком, что все решил случай. Как это произошло?
Юрий Оганесян: Признаюсь, чем дольше живу, тем
больше подтверждений, что случай играет огромную роль. Думаю, многие смогут
вспомнить такие примеры.
По всем "законам" я должен был стать архитектором.
Такова семейная традиция. Но мои друзья по школе решили ехать в Москву, чтобы
стать физиками. В те времена они "были в почете". Уговорили поехать.
Попробуешь свои силы, благо экзамены в МГУ, МФТИ, МИФИ сдавали раньше, чем в
другие институты, а потом пойдешь в свой архитектурный. Физика и математика мне
в школе давались легко. Словом, успешно прошел испытания в МИФИ, проверил себя
и пошел сдавать экзамены в архитектурный институт. Потребовали документы. Я
возвращаюсь за ними в МИФИ, а мне говорят: поздно, документы находятся в
Комитете госбезопасности, проверять их будут долго - два-три месяца. Вот так
оказался в этом престижном институте, который готовит специалистов для атомной
промышленности.
Физика так увлекла, что
забыли об архитектуре?
Юрий Оганесян: Не сразу. Учился, прямо скажем,
не очень. Появились тройки. Все же душа лежала к архитектуре. И вместе с одним
знакомым архитектором мы подали проект на конкурс памятной арки в честь воссоединения
Украины с Россией. И попали в число призеров. По итогам конкурса меня готовы
были зачислить на второй курс архитектурного института. Но ставить арку
почему-то не стали. В общем, все планы рухнули. Так остался в МИФИ. И взялся за
учебу серьезно.
Вашим именем назван
последний элемент таблицы Менделеева. Сейчас в ОИЯИ идут эксперименты по
получению 119-го и 120-го элементов. А есть у таблицы предел? Или она может
пополняться бесконечно?
Юрий Оганесян: Здесь два вопроса? Первый:
насколько устойчивым будет ядро, если делать его все тяжелее? Так вот по
законам квантовой электродинамики предел устойчивости расположен где-то в
районе 174-го элемента. Как вы понимаете, до него от 118-го очень далеко. Так
что работы непочатый край.
Второй вопрос: а будет ли для таких новых сверхтяжелых
элементов выполняться менделеевский закон периодичности? Можно ли их включать в
таблицу? Пока у науки нет ответа. Пока мы мало знаем про так называемое сильное
взаимодействие, которое работает в атомном ядре и удерживает его от распада.
Возможно, для новых элементов периодический закон не будет выполняться, и они
не впишутся в таблицу.
Так, может, придется
изменить саму таблицу? Ведь это не догма. Квантовая механика раздвинула границы
науки, законы микромира совсем иные, чем в макромире.
Юрий Оганесян: Все возможно, но пока до этого
еще далеко. Кстати, сам Менделеев говорил, что таблица элементов будет
меняться, но закон периодичности останется.
Вы ищете "Острова
стабильности", где синтезированные на ускорителях сверхтяжелые элементы
смогут жить и сотни лет, а может, даже миллионы. Откуда такая уверенность, что
эти феномены будут открыты?
Юрий Оганесян: Уверенность появилась, когда
стало понятно, что ядро имеет структуру. Здесь такая история. Еще в 1928 году
наш великий соотечественник Георгий Гамов (советский и американский
физик-теоретик) предположил, что ядро похоже на каплю жидкости. Эта модель
удивительно хорошо описывала свойства ядер. Но потом наша лаборатория получила
результат, который коренным образом изменил эти представления. Мы выяснили, что
в обычном состоянии ядро не ведет себя подобно капле жидкости, не является
аморфным телом, а имеет внутреннюю структуру. Что при определенном количестве
протонов и нейтронов в очень тяжелом ядре период полураспада может быть не доли
секунды, а часы, дни, годы и даже миллионы лет. Может, и слишком смело, но мы ищем.
Конечно, вам постоянно
задают вопрос о том, какая польза народному хозяйству от ваших работ, в которые
вкладываются большие деньги?
Юрий Оганесян: Вопрос вполне естественный. Его
задают не только в нашей стране. Кстати, и от политиков приходится слышать: эти
ваши ускорители, установки, электроника, компьютеры стоят громадных денег, но
почему мы должны их отрывать от строительства больниц, ведь в некоторых из них
больные даже в коридорах лежат.
Такой потребительский взгляд на науку, к сожалению, доминирует.
Что касается конкретно искусственных элементов, то могу привести слова
знаменитого итальянского физика Энрико Ферми. На вопрос сенатора США:
"Господин Ферми, а зачем мы вам должны давать миллионы долларов, чтобы вы
нашли свою элементарную частицу? Что мы от этого будем иметь?", ученый
ответил: "Конечно, если построить новый корпус госпиталя, то 500 человек
будут иметь нормальные условия для лечения. Но когда было открыто 17 атомов
плутония, то никто не смог бы предсказать, что всего лишь через пять лет
атомное ядро будет новым источником энергии". От 17 атомов дошли до сотен
тонн плутония - искусственного элемента, на основе которого стал развиваться
новый вид энергетики.
В науке не бывает так, что открыв что-то сегодня, завтра уже
можно приспособить это для какой-то пользы. Открытия дают знания и показывают
пути в совершенно новые, ранее неведомые области деятельности. Эти знания потом
могут дать совершенно неожиданное решение в другой области, где оно покажет
прикладную значимость.
Вообще на пути к любому новому знанию, любому открытию
приходится решать огромное количество конкретных задач, где требуется создавать
новые высокие технологии. А потом они выходят в "массы". Самый яркий
пример - интернет. Ведь он появился в ЦЕРН, когда физикам потребовалось работать
с огромными объемами информации, получаемой на гигантских ускорителях. В науке
таких примеров огромное множество.