28.10.2006

Получен 118-й элемент

Группа российских и американских ученых вчера заявила о том, что ею был получен самый тяжелый из когда-либо созданных в лаборатории элементов – частица вещества, просуществовавшая менее одной тысячной доли секунды. Тем не менее, элемент будет поставлен в конец периодической системы и заставит задуматься о необычных новых элементах, которые могут находиться следом за ним.

По существующему соглашению, элемент останется безымянным, пока его существование не будет подтверждено другими лабораториями. К настоящему моменту новое вещество известно как 118-й элемент – по числу протонов в ядре, которое больше, чем в любом другом существующем в природе или полученном в лаборатории элементе.

Легче всех водород, который имеет один протон в ядре, а уран – самый тяжелый из элементов, существующих в природе, – насчитывает 92 протона. Элемент 118 удобно располагается сразу под радоном в подгруппе периодической таблицы, куда входят инертные газы, называемые так за низкую химическую активность.

Полученные результаты были встречены другими специалистами в данной области радостно, но при этом с осторожностью, особенно учитывая непростую историю 118-го элемента. Другая калифорнийская лаборатория, Национальная лаборатория Лоуренса в Беркли, уже заявляла об открытии данного элемента в 1999 году, однако спустя два года отозвала заявление после того, как входе расследования было установлено, что один из ученых, доктор Виктор Нинов, сфабриковал данные. Позднее доктор Нинов был уволен.

Доктор Кен Муди, ведущий американский исследователь, принимавший участие в работе, заявил, что было сделано все возможное с целью уберечься от фальсификаций, анализ проводился независимо в России и в Соединенных Штатах. Отчет группы о предполагаемом открытии был принят престижным научным журналом Physical Review C, после того как другие специалисты высказали свое мнение, рассказал доктор Джонатан Линэган, редактор журнала.

Однако происходящее связано не столько с опасениями подлога, сколько с обычной осторожностью ученых, которая заставляет некоторых из них воздерживаться от оценки. Российская лаборатория и ее сотрудники сообщили об открытии пяти элементов – 113-го, 114-го, 115-го, 116-го, а теперь и 118-го – но ни одно из этих открытий не подтверждено другими учеными.

"Следует быть чрезвычайно осторожным в отношении подобных радостных заявлений", – говорит доктор Витольд Назаревич, теоретик в области ядерной физики из Университета штата Теннеси, работающий в Окриджской национальной лаборатории.

"Это происходит не из-за того, что кто-то что-то неправильно сделал, – объясняет доктор Назаревич. – Дело в том, что имеют место очень тонкие измерения – на грани статистической погрешности".

Группа, получившая новый элемент, которая состоит из ученых Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса в Калифорнии и представителей Объединенного института ядерных исследований в российском городе Дубна, заявила о получении трех атомов нового элемента в течение полугода экспериментов по синтезу его из более легких элементов.

Ученые также говорят, что полученные результаты дают надежду на приближение к давно предсказанному "острову стабильности", состоящему из еще более тяжелых элементов, время жизни которых дольше и которые, возможно, обладают новыми, необычными химическими свойствами.

"Это существенно расширяет границы существующего материального мира", – сообщил в своем электронном письме доктор Юрий Оганесян. Он является директором Лаборатории ядерных реакций при институте им. Флерова в Дубне, где проводились эксперименты с использованием циклотрона – циклического ускорителя заряженных частиц.

Исследовательница из Ливермора, доктор Нэнси Дж. Стойер, сообщила, что, по расчетам группы, вероятность того, что полученные результаты являются последствием статистической ошибки, составляет одну стотысячную. "Мы более чем уверены", – говорит доктор Стойер.

Другие ученые-экспериментаторы сообщили, что никаких явных несоответствий в работе нет.

"Я полагаю, что имеющиеся у них доказательства убедительны, – говорит доктор С. Конрад Гельбке, директор Национальной лаборатории Мичиганского университета, изучающей применение сверхпроводимости в ускорителях. – Все выглядит неплохо".

Эксперименты, проводившиеся российскими учеными с помощью циклотрона, включали бомбардировку мишени из калифорния, содержащего 98 протонов, атомами кальция, содержащими 20 протонов. В результате этого, как надеялись ученые, частицы должны были слипнуться, словно комочки клейкой массы, объяснил доктор Доун А. Шоунесси, еще один участник эксперимента из Ливермора.

В исключительно редких случаях они соединились. После 10 миллиардов миллиардов бомбардировок детекторы обнаружили, что два набора протонов соединились, породив в результате 118-й элемент.

Вес элемента определяется общим числом протонов, которые имеют положительные заряд, и нейтронов, не имеющих заряда, в ядре атома.

По этому показателю новый элемент также является самым тяжелым из когда-либо созданных.

Доктор Гельбке считает, что есть одна убедительная причина, по которой российская лаборатория опередила всех конкурентов в мире. По его словам, ученые данной лаборатории обладают высокой квалификацией в обращении с калифорнием, радиоактивным и опасным для несведущих элементом.

"Лично я бы не стал с ним работать, – говорит доктор Гельбке, посмеиваясь. – Для большинства людей это довольно опасное вещество".

Если полученные результаты будут признаны, то они станут еще одним шагом в достижении "острова стабильности", который, согласно предсказаниям теоретиков, составляет группа сверхтяжелых элементов периодической таблицы. Ядра имеют оболочечное строение, и наиболее стабильные атомы содержат так называемые "магические числа" протонов и нейтронов, которые составляют закрытую, или заполненную, оболочку.

Числа 2, 8, 20, 28, 50 и 82 являются магическими как для протонов, так и для нейтронов. Самым высоким магическим числом для нейтронов является 126, так что обычный свинец, содержащий 82 протона и 126 нейтронов, является самым тяжелым из "дважды магических", то есть особо устойчивых, изотопов в периодической таблице.

Однако теоретики предсказывает, что существуют и другие элементы с закрытой оболочкой, расположенные дальше всех известных на настоящий момент элементов, включая последний.

"Это как Плам-Айленд у оконечности Лонг-Айленда, – объясняет главный редактор Physical Review доктор Мартин Блюм. – Вы идете туда, затем море, а потом Плам-Айленд".

Предполагается, что следующее магическое число для нейтронов равняется 184. Однако это пока невозможно подтвердить экспериментально.

Вопрос о следующем магическом числе для протонов вызывает среди ученых разногласия.

"Мне кажется, есть основания для ведения поисков в данном районе, – считает доктор Блюм. – Достигнут ли уже остров стабильности?"

Джеймс Гланц

Источники:

1. INOPRESSA.RU