Юрий Оганесян выступил в МГУ с лекцией о синтезе сверхтяжелых элементов

Нобелевских лауреатов гораздо больше, чем людей, чьи имена вписаны в таблицу Менделеева. Это упомянули в День российской науки на лекции Юрия Цолаковича Оганесяна «Границы масс атомных ядер», которую ученый прочитал студентам в Доме культуры МГУ им. М.В. Ломоносова.

Академик, научный руководитель Лаборатории ядерных реакций им. Г.Н. Флерова ОИЯИ, лауреат научной премии Сбера 2022 г. Юрий Цолакович Оганесян стал вторым в истории человеком, в чью честь при жизни назвали элемент в таблице Менделеева ― 118 оганесон. В зале МГУ на встрече с выдающимся ученым свободных мест не осталось, стояли в проходах.

Атомистическая философия Демокрита, открытие атомного ядра, синтез не существующих в природе элементов, остров стабильности и перспективы работы российских ученых ― об этом рассказывал Юрий Оганесян.

«За 400 лет до нашей эры великий философ Демокрит выразил такую мысль, что весь окружающий нас мир, наверное, состоит из каких-то песчинок, маленьких частиц, которые уже неделимы. Все остальное просто композиции этих песчинок. Он назвал эти песчинки атомами», ― начал выступление Юрий Оганесян. Ученый рассказал о создании одной из первых таблиц Д.И. Менделеева. К тому моменту было известно 63 химических элемента, которые ученый попытался систематизировать от легкого к тяжелому. Отметил исследования Эрнеста Резерфорда, Георгия Гамова, Нильса Бора и Георгия Флерова.

Отдельно ученый рассказал про распад элементов и остров стабильности, возникшие во второй половине предположения ученых о том, что может быть на этом острове.

«Конечно, все экспериментаторы в 1970-х гг. бросились на то, чтобы ответить на вопрос: есть этот остров, или его нет? Перед каждой лабораторией стояла задача: найти метод обнаружения. Искать в природе ― земных, лунных объектах, космических лучах. Попытаться их синтезировать искусственно на высокопоточных ядерных реакторах, даже в ядерных взрывах, на мощных ускорителях заряженных частиц. К сожалению, во всех попытках поиска сверхтяжелых элементов они не были обнаружены», ― рассказал Юрий Оганесян. Ученый отметил, что тогда стало ясно, что проблема синтеза сверхтяжелых элементов связана с отсутствием нужной ядерной реакции, нужно было искать метод, который позволил бы добраться до острова стабильности. Решением стала идея о бомбардировке искусственных, несуществующих в природе мишеней с большим количеством нейтронов.

«В качестве мишени решили использовать искусственный элемент. А в качестве снаряда взять такой удивительный изотоп, как кальций 48. Обычный кальций ― это кальций 40: в нем 20 протонов и 20 нейтронов. Но в этом обычном кальции существует изотоп кальций 48: 20 протонов и 28 нейтронов, 8 нейтронов лишних. И если их соединить, то мы сможем недостачу нейтронов скомпенсировать. И это была наша цель: на ускорителе ускорить кальций 48, который бьет по плутонию 244, сделанном в реакторе. В результате слияния получается новое ядро с массой 292. Оно нагрето и охлаждается испусканием нейтронов, но за счет отдачи двигается вперед к сепаратору, где должно быть зарегистрировано», ― рассказал Юрий Оганесян.

Юрий Цолакович сделал заключение, что, двигаясь от свинца, последнего стабильного элемента, в область более тяжелых элементов, ученые увидели впечатляющую картину выживаемости ядер. На границе ядерной стабильности эффект оболочек понижает энергию основного состояния, создает барьер деления и делает возможным существование сверхтяжелых элементов.

«Фундаментальные следствия современной теории о структуре ядерной материи и пределах масс атомных ядер впервые получили экспериментальное подтверждение», ― отметил ученый. Юрий Оганесян добавил, что открытие сверхтяжелых элементов поставило много новых вопросов, в частности, похожи ли сверхтяжелые элементы на природные элементы, как они располагаются в Периодической таблице и где пределы этой таблицы?

В конце выступления Юрий Оганесян рассказал о перспективах исследований, создании Фабрики сверхтяжелых элементов в Дубне, которая значительно ускорила результативность работы, и ответил на вопросы из зала.