Оганесян, оганесон и другие.

Среди наиболее вероятных кандидатов на эту награду от нашей страны называют академика Юрия Оганесяна . Научный руководитель лаборатории ядерных реакций им. Г. Н. Флёрова в Объединённом институте ядерных исследований (Дубна), он известен на весь мир как автор фундаментальных работ по синтезу новых элементов таблицы Менделеева.

«Это лишь премия»

Дмитрий Писаренко: Юрий Цолакович, почему мы каждую осень с замиранием сердца ждём, дадут российскому учёному Нобелевскую премию или не дадут? Ведь в мире полно других научных наград.

Юрия Оганесян: У меня тоже такое ощущение, что наше общество излишне «возбуждено» и «подогрето» этой темой. Между тем это лишь премия, хотя в науке и самая престижная. Для человека, посвятившего свою жизнь науке, главное - результат. Ведь это то, к чему он шёл годами, даже десятилетиями. Искал пути, ошибался, и вот, наконец, достиг! А бывает часто, что и жизни не хватает. На выбранном им пути результат получают его последователи, хорошо - если его ученики. В такой ситуации дадут ему премию при жизни или не дадут - вопрос, пожалуй, не самый важный. И если ему не присудят премию, это не значит, что его труд был напрасным! Тот факт, что Менделеев не стал нобелевским лауреатом, а Эйнштейн получил свою награду с большим сдвигом по времени и не за теорию относительности, вовсе не умаляет огромный вклад этих великих учёных в мировую науку.

Надо всё-таки понять и принять, что физика - большая наука, она включает много разных областей знаний: астрофизику, физику твёрдого тела, физику частиц, атомную физику, ядерную... А премия по физике одна! И если в этом году авторам блестящей работы из одной области физики присуждена премия, это вовсе не значит, что в другой нет открытий. Или что там застой и что-то не ладится.

Нобелевская премия к санк-циям отношения не имеет. Номинантов ежегодно выдвигает огромное число учёных всех стран мира. Легко представить, что отбор номинантов в несколько приёмов осуществляется также не одним человеком. Всё это происходит в научном сообществе. Но учёные, как и все люди, каждый день ходят на работу, беседуют не только с коллегами, но и людьми на улице, смотрят телевизор, читают газеты. Словом, это живые люди, а не мифические существа.

А по телевизору им рассказывают, что это Россия напала на Украину, сбила «боинг» и что у нас вообще кровавый режим. И тогда они решают: нет, не будем давать премию российскому учёному?

И такое, и другое тоже слушают. Но им, живым людям, доверено выбрать лучшее из лучшего, а выбор, напомню, делается из замечательных работ. В них результаты многих талантливых людей различных специальностей. И часто рефери сталкиваются с ситуацией, когда выбор нужно сделать из нескольких в равной степени выдающихся результатов (открытий), полученных в разных областях знаний. Поставьте себя на их место. Вы сразу поймёте, что в таких условиях работают дополнительные факторы, как объективные, так и субъективные. И в этом смысле любая престижная премия политизирована - научная, музыкальная, кинематографическая… Так что абсолютной объективности быть не может.

Другое дело, что я и многие мои коллеги не видят здесь особой трагедии. В научной среде это вообще не принято, мы всегда искренне, от души радуемся и поздравляем иностранных коллег, получающих международные премии и награды. И к чести Комитета по Нобелевским премиям, все лауреаты этой премии за всю её историю были талантливыми людьми и действительно выдающимися учёными.

Прямое сравнение науки со спортом, которое вы проводите, мне кажется некорректным. В оценке спортивной деятельности лежит только состязание, которое выявляет победителя (сильнейшего). Олимпийские игры, равно как и другие большие спортивные мероприятия, целиком работают по этому принципу. Спорт политизирован хотя бы потому, что подводятся командные итоги, подсчитывается, сколько медалей получили спортсмены разных стран, под каким флагом выступает спортсмен, какой гимн играют с поднятием флага и пр.

Наука - как невод

- То есть никакого соревнования между научными школами сейчас нет?

Есть, конечно. Но это не противостояние, какое было в недавнем прошлом. Хотя давно известно, что наука, как и таблица умножения - интернациональны. Теперь между учёными может быть одновременно и конкуренция, и сотрудничество (хотя это и выглядит как парадокс). В современной науке многое в одиночку не сделаешь. Поэтому наука опирается на достижения отдельных групп, лабораторий и даже институтов. Они могут находиться в разных странах, и достижения их могут быть востребованы как существенная часть новых исследований. Это и есть международное сотрудничество.

Но надо сказать, что мы до сих пор пользуемся тем колоссальным научным потенциалом, который был заложен во времена СССР. Во многих направлениях науки и техники мы были тогда впереди. Я и мои коллеги пользуемся этим заделом в полной мере.

Иногда возникают споры: а были ли мы впереди? Мне кажется, спорить с этим бессмысленно - как и с тем, что Гагарин первым полетел в космос.

- А сейчас в России ведутся прорывные исследования?

Не будем далеко ходить - у нас в Дубне идёт строительство большого ускорительного комплекса NICA. На этой установке нам предстоит сталкивать тяжёлые ядра. Цель - понять сотворение мира. Мы хотим повернуть вспять тот процесс, который начался сразу после Большого взрыва, когда из кварков начали возникать протоны и нейтроны. То, что происходило 13,7 млрд лет тому назад во Вселенной, мои коллеги намерены увидеть в малом масштабе в лаборатории. Это, без преувеличения, мега-проект. Такие исследования в мире ведутся в самых крупных научных центрах. Мы надеемся в нашем подходе и с новым ускорительным комплексом выйти на передовые позиции.

Задам вопрос, который возникает всякий раз, когда речь заходит об изучении Большого взрыва, о бозоне Хиггса и т. п. Какая может быть практическая польза от всего этого? Пусть не сейчас, так когда-нибудь?

То, чем мы занимаемся, - чисто фундаментальная наука. Но любое крупное исследование фундаментального характера, как невод, тянет за собой много прикладных идей и разработок. Так, например, появился Интернет. Почти всегда новому значимому результату в науке сопутствуют достижения в смежных областях знаний, лежащих в основе развития техники и новых технологий. Научное исследование, требующее создания нового ускорителя, ведёт также к созданию плазменного ионного источника, сверхчувствительных детекторов, современной компьютерной техники, разработке новых программ и пр.

Когда мы начали исследования по синтезу новых элементов, выяснилось, что с этими возможностями мы готовы создавать новые материалы - сверхтонкие и сверхточные мембраны. Они находят применение в создании медицинского оборудования, в микроэлектронике, микробиологии и др. Упомянутый выше ускорительный комплекс NICA, который сейчас строится, даст новые знания в радиобиологии и космической медицине, терапии раковых заболеваний.

Когда в 90-е годы я впервые стал директором лаборатории, унаследовав этот пост у основателя нашей лаборатории академика Флёрова, я сказал сотрудникам, что бюджетных средств на оплату их труда недостаточно и поэтому надо самим искать источники финансирования в наших прикладных исследованиях. Я шёл по стопам Георгия Николаевича, который всегда считал, что учёный, работающий над фундаментальной проблемой, должен столь же внимательно относиться к применению своих результатов и технических возможностей для решения прикладных задач. Поэтому в те годы у нас уже было всё, чтобы создавать ядерные технологии мирового уровня для самых разных целей. Мы работали на своём, отечественном, оборудовании и смогли занять нишу на международном рынке.

«Важен творческий климат!»

Это правда, что вам удалось предотвратить «утечку мозгов» в 90-е? Причина именно в том, что развивали прикладные проекты?

Не только. Наука - это творчество, а творческому человеку необходим особый климат, некая атмосфера, плюс конкретная цель, к которой он стремится. Я точно знаю, что если будет нормальный творческий климат, никуда молодые учёные не поедут. Просто это не те люди.

Но я и сейчас с большим оптимизмом смотрю на молодых людей, которые приходят к нам в лабораторию, особенно на тех, кто приехал с периферии. Ребята целеустремлённые, упорно работают, прекрасно знают англий-ский. И через несколько лет дают результат.

- В чём их сила? У них такая воля к знаниям?

Такие у них научные амбиции. Люди ведь разные, одни хотят денег много заработать, другим нужно реализовать себя в искусстве или науке. Некоторым со стороны кажется, что эти, другие, не от мира сего.

Россия всегда была интеллектуальной страной. Здесь ценятся образованность, знания. Мне очень нравится, как наши люди переживают состояние творчества, прекрасно зная, что никаких богатств им оно не сулит. Есть в этом какая-то одержимость. И какая-то сила.

Одним из значимых событий в истории российской науки стало присвоение в 2016 году новому, 118-му химическому элементу названия оганесон в честь признанного мирового лидера в области синтеза сверхтяжелых элементов академика Юрия Оганесяна, научного руководителя Лаборатории ядерных реакций имени Г. Н. Флерова Объединенного института ядерных исследований в подмосковной Дубне. Оганесян стал первым отечественным ученым, чьим именем при жизни назван химический элемент. Тогда же название московий в честь Подмосковья как места расположения ОИЯИ было присвоено 115-му элементу.

Как подчеркивают ученые, о прикладной роли сверхтяжелых элементов в обозримом будущем речь не идет, это передовая фундаментальная наука. Но уже нашла практическое применение техника, созданная для синтеза новых элементов, - например, в ОИЯИ действует единственный в России центр, где в интересах Роскосмоса тестируется электроника для спутников на предмет устойчивости к космической радиации.

О том, почему новые химические элементы могут обладать необычными свойствами и потому не подчиняться периодическому закону Менделеева, какая уникальная техника в Дубне поможет их искать, и о предстоящем в Москве торжестве в честь 115-го и 118-го элементов Юрий Оганесян рассказал в интервью специальному корреспонденту РИА Новости Владимиру Сычеву.

Юрий Цолакович, насколько неожиданным стало решение присвоить 118-му элементу ваше имя и какие эмоции оно у вас вызвало?

По существующим правилам, названия вновь синтезированных химических элементов могут предлагать только авторы их открытия. Поэтому название 118-го элемента предложили совместно мои товарищи по работе в Дубне и коллеги из Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса США, с которыми мы проводили эксперимент по синтезу. Это предложение было в июне прошлого года принято Международным союзом чистой и прикладной химии - IUPAC. После этого прошло пятимесячное обсуждение, и 29 ноября названия элементов были утверждены окончательно. Я благодарен коллегам за такую высокую оценку моей работы.

- Большие торжества были по этому поводу?

Главное торжественное мероприятие еще впереди. 2 марта в Москве в Центральном доме ученых Российской академии наук состоится своего рода инаугурация новых элементов - по традиции, она проводится всегда, когда новому элементу присваивается название, так же как новорожденному дается имя.

На "инаугурацию" 115-го и 118-го элементов будут приглашены и руководители нашей науки, и губернатор Московской области, президенты Международного союза чистой и прикладной физики, Международного союза чистой и прикладной химии, руководитель отдела ядерной физики министерства энергетики США, директора Ок-Риджской и Ливерморской национальных лабораторий США, ведущие ученые США, Германии, Японии, Франции.

Я только что был в США на "инаугурации" 117-го элемента - тенессина, названного в честь штата Теннеси. Это один из наших совместных с американскими партнерами элемент. На 14 марта я приглашен в Токио, где пройдет "инаугурация" 113-го элемента - нихония, получившего свое название в честь Японии.

Что движет учеными, ищущими новые элементы? И что вам принесло наибольшее удовлетворение - открытие "острова стабильности" сверхтяжелых элементов, впервые получившийся синтез элемента или что-то еще?

Из того, что мы знаем о ядерных силах, фундаментальным следствием наших знаний было предсказание возможности существования "острова стабильности" сверхтяжелых элементов.

Один из ключевых научных вопросов - где находится граница нашего мира и в этом плане возможное количество химических элементов.

Если переходить от элемента с порядковым номером 92 - урана - к элементу номер 102, нобелию, период полураспада их ядер стремительно уменьшается - от 4,5 миллиарда лет до считанных секунд. Поэтому физики полагали, что продвижение в сторону еще более тяжелых элементов приведет очень быстро к пределу их существования и фактически обозначит границу существования материального мира.

Но в конце 1960-х годов теоретики выдвинули гипотезу о возможном существовании сверхтяжелых элементов. По их расчетам, время жизни ядер элементов с номерами 110-120 должно было существенно возрастать. Эти "долгожители" создают целую область гипотетических элементов, которую называют "островом стабильности" и которая значительно отодвигает ранее обозначенные пределы существования химических элементов.

Экспериментальная проверка этой гипотезы была серьезным экзаменом на предмет того, правильно ли мы понимаем природу ядерных сил. И теперь мы можем говорить, что этот трудный экзамен выдержан. И это я считаю наиболее важным, фундаментальным результатом нашей работы.

Теперь можно идти дальше и выяснять, а не единственный ли это "остров стабильности", может быть, есть еще "острова", состоящие из еще более тяжелых элементов. Таким образом, наш материальный мир не кончается просто уходом в "море нестабильности", как мы его называем, а имеет продолжение в виде "островов".

Как вам в Дубне удалось обеспечить этот прорыв? Ведь поначалу синтез сверхтяжелых элементов был под вопросом?

Это долгий разговор. Не было палочки-выручалочки, с помощью которой можно было одним махом исправить ситуацию. Да, нам в свое время пришлось очень нелегко. Долгое время никому в мире не удавалось синтезировать ни одного сверхтяжелого элемента. Причин могло быть только две - или не смогли, или гипотеза об их существовании несостоятельна.

Поэтому поднимать флаг синтеза сверхтяжелых элементов в тяжелые для страны 90-е годы, после безуспешных попыток решения этой задачи крупнейшими ядерными центрами мира, было, прямо скажем, совсем не ко времени. Но именно в этом особенность научного поиска - что он может не зависеть от внешних обстоятельств, будучи в своей сути не материальной, а чисто творческой субстанцией.

В какой-то момент мы поняли, что надо целиком изменить подход к решению задачи и значительно усложнить схему эксперимента. И, почувствовав веру в новый метод, несмотря на все трудности, выбрали этот сложный вариант. В итоге на нашем ускорительном комплексе У-400 в Дубне в течение 15 лет именно этим методом были синтезированы шесть новых элементов - от 113-го до 118-го.

Если использовать уже официальное название 118-го элемента, то в Дубне был синтезирован его изотоп оганесон-294. Сейчас в Лаборатории ядерных реакций идут работы по синтезу более тяжелого изотопа 118-го - оганесона-296 при том, что в планах - синтез следующего, 119-го элемента. Зачем понадобилось делать своего рода шаг вбок? Или у 118-го элемента есть что-то такое, что требует дополнительных проверок?

Правильный и интересный вопрос. Я думаю, что 118-м нам придется заниматься еще очень долго, и вот почему.

Возникает вопрос: являются ли вновь синтезированные сверхтяжелые элементы нормальными химическими элементами? Повторяют ли они свойства своих легких гомологов? Вписываются ли они в таблицу Менделеева в предсказанные им клетки? Ответ пока неясен. И поиск ответа на этот вопрос я бы назвал задачей номер один для дальнейшей работы.

По мере того как мы продвигаемся ко все более тяжелым элементам, может (а скорее всего, и будет) меняться их химическое поведение. Произойдет это вследствие того, что по мере увеличения заряда ядра квадратично растет энергия вращающихся вокруг него электронов. Скорость наиболее близких к ядру так называемых К-электронов постепенно приближается к скорости света. И, согласно теории относительности, возникают так называемые релятивистские эффекты, ведущие к изменению электронной структуры атома. Изменяются также энергия связи, квантовые характеристики последнего электрона, который определяет химические свойства данного элемента.

Возьмем самый тяжелый из ныне синтезированных элементов - 118-й. Согласно периодическому закону, он должен быть благородным газом. Но будет ли он таковым? Если окажется, что нет, то это будет означать конец периодичности или предел применимости этого закона. Тогда не исключено, что уже на 118-м элементе мы сможем увидеть его "выход" из своей клетки в таблице Менделеева.

Естественно, что последующие, более тяжелые элементы тем более будут вести себя не так, как предсказывает периодическая система. Поэтому мы остро озабочены этой проблемой. К сожалению, химические исследования известного нам изотопа 118-го элемента представляют большие трудности в силу его короткого времени жизни, составляющей около одной миллисекунды. Поэтому мы пытаемся получить другие, более долгоживущие изотопы 118-го элемента. Эти эксперименты уже начались.

- Как они идут?

Наши американские коллеги смогли наработать в ядерном реакторе нужное количество более тяжелых изотопов 98-го элемента - калифорния с массой 250 и 251. Из смеси изотопов калифорния была впервые в мировой практике изготовлена мишень, которую доставили в Дубну. Мишень уже облучалась длительное время пучком ядер кальция-48.

Не входя в подробности, можно сказать, что по всем параметрам мы достигли запланированного уровня чувствительности эксперимента. По результатам этого полномасштабного облучения, после дополнительной доработки мишени, которая сейчас проводится в Ок-Риджской Национальной лаборатории, она вновь прибудет в Дубну в мае. Всю вторую половину этого года будет продолжено ее облучение пучком кальция-48.

Наряду с этим интерес и усилия теоретиков в настоящее время нацелены на расчеты электронной структуры 118-го элемента. Это уже начало исследований сверхтяжелых атомов.

Сейчас в ОИЯИ идет строительство нового уникального экспериментального комплекса - "Фабрики сверхтяжелых элементов". Как она поможет в ваших новых поисках?

Все наши исследования, связанные с синтезом сверхтяжелых элементов, весьма трудоемки. Мы счастливы, когда в результате синтеза получаем один желанный атом в день. Мы чувствуем себя еще бодро, когда получаем один атом в неделю. 118-й элемент получался по одному атому в месяц!

Вместе с тем приобретенные знания о реакциях синтеза сверхтяжелых элементов и свойствах их радиоактивного распада, а также прогресс в смежных науках и новые возможности современной техники позволяют принципиально поднять эффективность нашей работы в сто раз! Эти возможности будут реализованы в "Фабрике сверхтяжелых элементов".

Здание готово в такой степени, что в нем уже идет монтаж нового, более мощного ускорителя ДЦ-280. Мы планируем его пуск на конец нынешнего года.
Затем нам понадобится еще год, чтобы все проверить в работе, оттестировать аппаратуру, провести контрольные опыты, и тогда первый полноценный эксперимент мы сможем поставить уже в конце 2018 года.

- А какой эксперимент планируется на новой установке в качестве пилотного?

Интересных экспериментов несколько - нам есть из чего выбрать. До пуска "Фабрики" мы попытаемся синтезировать упомянутые выше тяжелые изотопы 118-го элемента, чтобы окончательно выбрать ту задачу, которая будет первой решаться на новом ускорителе. Но в целом у "Фабрики" будет широкая программа. В программу, конечно, войдет синтез 119-го и 120-го элементов. Когда наши зарубежные коллеги в марте приедут на "инаугурацию" новых элементов, мы отправимся прямо на следующий день в Дубну для обсуждения ближайших планов наших совместных работ.

Был создан на основе Соглашения, подписанного 26 марта 1956 г. в Москве представителями правительств одиннадцати стран-учредителей, с целью объединения их научного и материального потенциала для изучения фундаментальных свойств материи. 1 февраля 1957 г. ОИЯИ был зарегистрирован ООН. Институт расположен в Дубне, в 120 км от Москвы. Сегодня Объединенный институт ядерных исследований является всемирно известным научным центром, в котором фундаментальные исследования (теоретические и экспериментальные) успешно интегрированы с разработкой и применением новейших технологий и университетским образованием. Рейтинг ОИЯИ в мировом научном сообществе очень высок. Членами ОИЯИ являются 18 государств. На правительственном уровне заключены Соглашения о сотрудничестве Института с Арабской Республикой Египет, Венгерской Республикой, Федеративной Республикой Германией, Итальянской Республикой, Республикой Сербией и Южно-Африканской Республикой.

Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) утвердил названия четырёх новых элементов таблицы Менделеева: 113-го, 115-го, 117-го и 118-го. Последний назван в честь российского физика, академика Юрия Оганесяна. Учёные попадали «в клеточку» и раньше: Менделеев, Эйнштейн, Бор, Резерфорд, чета Кюри… Но лишь второй раз в истории это произошло при жизни учёного. Прецедент случился в 1997 году, когда такой чести удостоился Гленн Сиборг. Юрию Оганесяну давно прочат Нобелевскую премию. Но, согласитесь, получить собственную клеточку в таблице Менделеева куда круче.

Юрий Оганесян (р. 1933)

Выпускник МИФИ, специалист в области ядерной физики, академик РАН, научный руководитель лаборатории ядерных реакций ОИЯИ. Председатель научного совета РАН по прикладной ядерной физике. Имеет почётные звания в университетах и академиях Японии, Франции, Италии, Германии и ряда других стран. Лау­реат Государственной премии СССР, кавалер орденов Трудового Красного Знамени, Дружбы народов, «За заслуги перед Отечеством» и пр.

В нижних строках таблицы вы легко найдёте уран, его атомный номер 92. Все последующие элементы начиная с 93-го - это так называемые трансура­ны. Некоторые из них появились примерно 10 миллиардов лет назад в результате ядерных реакций внутри звёзд. Следы плутония и нептуния были обнаружены в земной коре. Но большинство трансурановых элементов давно распалось, и теперь можно лишь предсказывать, какими они были, чтобы потом пытаться воссоздать в лабораторных условиях.

Гленн Сиборг (1912–1999). Американский химик и физик-ядерщик. Работал в Манхэттенском проекте по созданию атомной бомбы. В 1951 году Сиборг и Макмиллан получили Нобелевскую премию «за открытия в области химии трансурановых элементов».

Первыми это сделали в 1940 году американские учёные Гленн Сиборг и Эдвин Макмиллан. Родился плутоний. Позднее группа Сиборга синтезировала америций, кюрий, берклий… К тому времени чуть ли не весь мир включился в гонку за сверхтяжёлыми ядрами.

В 1964 году новый химический элемент с атомным номером 104 впервые синтезировали в СССР, в Объединённом институте ядерных исследований (ОИЯИ), который находится в подмосковной Дубне. Позднее этот элемент получил имя «резерфордий». Руководил проектом один из основателей института Георгий Флёров. Его имя тоже вписано в таблицу: флеровий, 114. По следам тех событий классик советской журналистики Валерий Аграновский написал документальную повесть «Взятие сто четвёртого». Цитаты из неё мы приводим в тексте.

Юрий Оганесян был учеником Флёрова и одним из тех, кто синтезировал резерфордий, потом дубний и более тяжёлые элементы. Благодаря успехам советских учёных Россия вырвалась в лидеры трансурановой гонки и сохраняет этот статус до сих пор.

«Мне по наивности казалось, что каждый физик по секрету от своих коллег всё же мечтает забраться внутрь атома, чтобы собственными глазами увидеть протоны и нейтроны, собственными руками пощупать их и до конца разгадать тайну их взаимодействия и ещё выяснить, нет ли у альфа-частиц, как у ангелов, маленьких крыльев, когда они вылетают из атома».

Георгий Флёров (1913–1990). Советский физик-ядерщик, один из основателей Объединённого института ядерных исследований и лаборатории ядерных реакций в институте. Открыл спонтанное деление ядер урана, инициировал создание советской атомной бомбы. Один из пионеров ­поиска транс­ура­нов, участвовал в открытии 103-го, 104-го, 105-го и 106-го элементов.

Как дают названия новым элементам? Научные коллективы - авторы открытий направляют свои предложения в IUPAC. Комиссия рассматривает аргументы «за» и «против», исходя из следующих правил: «…вновь открытые элементы могут быть названы: (а) по имени мифологического персонажа или понятия (включая аст­рономический объект), (б) по названию минерала или аналогичного вещества, (в) по названию населённого пункта или географической области, (г) в соответствии со свойствами элемента или (д) по имени учёного».

На этот раз названия новым элементам присваивали долго, почти год. Дата объявления решения несколько раз ото­дви­га­лась. Напряжение нарастало. Наконец 28 ноября 2016 года, по истечении пятимесячного срока для приёма предложений и возражений общественности, комиссия не нашла причин отвергнуть нихоний, московий, теннессин и оганесон и утвердила их.

Кстати, суффикс «-он-» не очень типичен для химических элементов. Для оганесона он выбран потому, что по химическим свойствам новый элемент аналогичен инертным газам - это сходство подчёркивает созвучие с неоном, аргоном, криптоном, ксеноном.

Рождение нового элемента - ­событие исторического масштаба. На сегодняш­ний день синтезированы ­элементы седьмого периода до 118-го включительно, и это не предел. Впереди 119-й, 120-й, 121-й… Изотопы элементов с атом­ными номерами более 100 зачастую живут не более тысячной доли секунды. И кажется, чем тяжелее ядро, тем короче его жизнь. Это правило действует до 113-го элемента включительно. В 1960-х годах Георгий Флёров предположил, что оно не обязано неукоснительно соблюдаться по мере углубления в таблицу. Но как это доказать? Поиск так называемых островов стабильности более 40 лет был одной из важнейших задач физики. В 2006 году коллектив учёных под руководством Юрия Оганесяна подтвердил их существование. Научный мир вздохнул с облегчением: значит, смысл искать всё более тяжёлые ядра есть.

[Кот Шрёдингера] Юрий Цолакович, что же всё-таки представляют собой острова стабильности, о которых много говорят в последнее время?

[Юрий Оганесян] Вы знаете, что ядра атомов состоят из протонов и нейтронов. Но только строго определённое количество этих «кирпичиков» связаны друг с другом в единое тело, которое представляет ядро атома. Комбинаций, которые «не срабатывают», оказывается больше. Поэтому, в принципе, наш мир находится в море нестабильности. Да, есть ядра, которые остались со времён образования Солнечной системы, они стабильны. Водород, например. Участки с такими ядрами будем называть «континентом». Он постепенно уходит в море нестабильности по мере того, как мы продвигаемся к более тяжёлым элементам. Но, оказывается, если далеко уйти от суши, возникает остров стабильности, где рождаются ядра-долгожители. Остров стабильности - это открытие, которое уже сделано, признано, но точное время жизни долгожителей на этом острове пока не предсказывается достаточно хорошо.

«Итак, что значит искусственным путём получить новый элемент? Это значит изменить количество протонов в атомном ядре уже известного элемента так, чтобы ядро изменило свой порядковый номер. Если взять, например, ядро плутония (атомный вес - 94), влить в него ядро неона (атомный вес - 10), а потом заставить выпустить четыре нейтрона, то и получится 104-й элемент».

Из повести Валерия Аграновского «Взятие сто четвёртого», 1966 г.

[КШ] Как были открыты острова стабильности?

[ЮО] Мы долго их искали. Когда ставится задача, важно, чтобы был однозначный ответ «да» или «нет». Причин нулевого результата на самом деле две: либо ты не дотянулся, либо того, что ищешь, вообще нет. У нас был «ноль» до 2000 года. Мы думали, что, может быть, теоретики и правы, когда рисуют свои красивые картины, но нам до них не дотянуться. В 90-е мы пришли к выводу, что стоит усложнить эксперимент. Это противоречило реалиям того времени: нужна была новая техника, а средств не хватало. Тем не менее к началу ХХI века мы были готовы опробовать новый подход - облучать плутоний кальцием‑48.

[КШ] Почему для вас так важен кальций-48, именно этот изотоп?

[ЮО] Он имеет восемь лишних нейтронов. А мы ­знали, что остров стабильности там, где избыток нейтронов. Поэтому тяжёлый изотоп плутония‑244 облучали кальцием‑48. В этой реакции синтезировали изотоп сверхтяжёлого элемента 114 - флеровия‑289, который ­живёт 2,7 секунды. В масштабах ядерных превращений это время считается достаточно длительным и служит доказательством того, что остров стабильности существует. Мы доплыли до него, и по мере продвижения вглубь стабильность только росла.

[КШ] Откуда бралась уверенность, что существуют острова стабильности?

[ЮО] Уверенность появилась, когда стало понятно, что ядро имеет структуру… Давно, ещё в 1928 году, наш великий соотечественник Георгий Гамов (советский и американский физик-теоретик. - «КШ») высказал предположение, что ядерное вещество похоже на каплю жидкости. Когда эту модель начали проверять, выяснилось, что она удивительно хорошо описывает глобальные свойства ядер. Но потом наша лаборатория получила результат, который коренным образом изменил эти представления. Мы выяснили, что в обычном состоянии ядро не ведёт себя подобно капле жидкости, не является аморфным телом, а имеет внутреннюю структуру. Без неё ядро существовало бы всего 10–19 секунд. Наличие же структурных свойств ядерной материи приводит к тому, что ядро живёт секунды, часы, и мы надеемся, что может жить сутки, а может быть, даже миллионы лет. Возможно, это слишком смелое предположение, но мы надеемся и ищем трансурановые элементы в природе.

[КШ] Один из самых волнующих вопросов: есть ли предел разнообразию химических элементов? Или их бесконечно много?

[ЮО] Капельная модель предсказывала, что их не более ста, - таков предел существования новых элементов. Сегодня их открыто 118. Сколько ещё может быть?.. Надо понять отличительные свойства «островных» ядер, чтобы делать прогноз для более тяжёлых. С точки зрения микроскопической теории, которая учитывает структуру ядра, мир наш не кончается за сотым элементом уходом в море нестабильности. Когда мы говорим о пределе существования атомных ядер, то должны обязательно это учитывать.

« Летом 1959 года по одной из шоссейных дорог двигалась в Москву странная процессия. Впереди на мотоциклах - два капитана милиции, а за ними тяжёлый трейлер, обычно перевозящий танки. На этот раз он тащил груз, укрытый брезентом и весящий не менее сорока тонн. В кабине машины сидел мрачный пятидесятилетний шофёр с неизменной трубкой во рту, которого грузчики называли Павликом. <…> А рядом с ним - молодой человек по имени Юрий Оганесян.

И вот однажды процессия остановилась перед мостом через речку. На знаках было написано, что сооружение выдерживает одиннадцать тонн. <…> Павлик мрачно посоветовал выйти всем из кабины, заклинить руль, включить скорость, и будь что будет. Оганесян даже не улыбнулся.

Он вёз в Дубну главную часть нового цикло­трона, и с его приездом должно было наступить то счастливое равновесие между мыслью учёных и техническими возможностями, которое предопределяет успех».

Из повести Валерия Аграновского «Взятие сто четвёртого», 1966 г.

[КШ] Есть ли достижение, которое вы считаете главным в жизни?

[ЮО] Я занимаюсь тем, что мне на самом деле интересно. Иногда увлекаюсь очень сильно. Иногда получается что-то, и я радуюсь, что получилось. Это жизнь. Это не эпизод. Я не принадлежу к категории людей, которые мечтали быть научными работниками в детстве, в школе. Просто у меня хорошо получалось с математикой и физикой, поэтому я пошёл в тот вуз, где надо было сдавать эти экзамены. Ну, сдал. И вообще, я считаю, что в жизни мы все очень сильно подвержены случайностям. Правда ведь? Многие шаги мы делаем совершенно случайным образом. А потом, когда ты становишься взрослым, тебе задают вопрос: «Почему ты это сделал?» Ну, сделал и сделал. Это моё обычное занятие наукой.

Где нужны трансурановые элементы?

// Ядерное оружие, космос, медицина

Нептуний используется для получения плутония. Теоретически может служить топливом для ядерных реак­торов нового поколения, работающих на быстрых нейтронах.

Плутоний - в производстве ядерного оружия, ядерного топлива, атомной энергии, а также элементов питания в космических аппаратах. Именно плутониевая бомба была взорвана в 1945 году на полигоне Аламогордо в США во время первого в мире испытания ядерного оружия.

Америций - для синтеза других сверхтяжёлых элементов и создания контрольно-измерительных приборов (в частности, для детекторов дыма). Теоретически мог бы стать топливом для ядерных реакторов на межпланетных космических кораблях.

Кюрий - в некоторых областях ядерных технологий. Мог бы иметь и более широкое применение, но уж очень дорог.

Берклий - для получения одного из изотопов калифорния.

Калифорний - в лучевой терапии для лечения опухолей и получения новых элементов: для синтеза 118-го мишень из калифорния‑249 бомбардировали кальцием‑48.

Эйнштейний - для получения менделевия.

Фермий - для синтеза дальнейших элементов.

Остальные трансураны , начиная с менделевия, пока не нашли применения: жизнь их ядер слишком коротка.

« …Собираясь в Дубну, я понимал, что знаменитые сто пятьдесят ядер нового элемента, полученные группой Флёрова, не возвышаются горой в директорском кабинете наподобие ядрам французской мортиры в Историческом музее. В этом смысле многочисленным гостям Дубны не только нечего дарить, но даже и показывать».

Из повести Валерия Аграновского «Взятие сто четвёртого», 1966 г.

«Мы можем за месяц получить один атом 118-го элемента»

Сейчас ОИЯИ строит первую в мире фабрику сверхтяжёлых элементов на базе ускорителя ­ионов DRIBs‑III (Dubna Radioactive Ion Beams), самого мощного в своей области энергий. Там будут ­синтезировать сверхтяжёлые элементы восьмого периода (119, 120, 121) и производить радиоактивные материалы для мишеней. Эксперименты начнутся в конце 2017 - начале 2018 года. Андрей Попеко из лаборатории ядерных реакций им. Г. Н. Флёрова ОИЯИ рассказал, зачем всё это нужно.

Андрей Попеко. ­Заместитель дирек­тора лаборатории ядерных реакций им. Г. Н. Флёрова Объединённого института ядерных исследований.

[Кот Шрёдингера] Андрей Георгиевич, как предсказывают свойства новых элементов?

[Андрей Попеко] Основное свойство, из которого следуют все остальные, - это масса ядра. Предсказать её очень сложно, но, исходя из массы, уже можно предположить, как ядро будет ­распадаться. Есть разные экспериментальные закономерности. Вы можете изучать ядро и, скажем, пытаться описать его свойства. Зная что-то о массе, можно говорить об энергии частиц, которые будет испускать ядро, делать предсказания о ­времени его жизни. Это довольно громоздко и не очень точно, но более-менее надёжно. А вот если ядро делится спонтанно, прогнозирование становится делом гораздо более сложным и менее точным.

[КШ] Что мы можем сказать о свойствах 118-го?

[АП] Он живёт 0,07 секунды и испускает альфа-частицы с энергией 11,7 МэВ. Это измерено. В дальнейшем можно сравнивать экспериментальные данные с теоретическими и поправлять модель.

[КШ] На одной из лекций вы говорили, что таблица, возможно, заканчивается на 174-м элементе. Почему?

[КШ] То есть?

[АП] Чем больше заряд ядра, тем сильнее оно притягивает электроны. Ядро - плюс, электроны - минус. В какой-то момент ядро притянет электроны настолько сильно, что они должны упасть на него. Наступит предел элементов.

« …Физики устроены так, что, когда у них нет эффекта, они не теряют надежд, а когда есть эффект, не теряют головы».

Из повести Валерия Аграновского «Взятие сто четвёртого», 1966 г.

[КШ] Могут ли такие ядра существовать?

[АП] Полагая, что существует 174-й элемент, мы полагаем, что существует и его ядро. Но так ли это? Уран, 92-й элемент, живёт 4,5 млрд лет, а 118-й - меньше миллисекунды. Собственно, раньше считалось, что таблица заканчивается на элементе, время жизни которого пренебрежимо мало. Потом выяснилось, что не всё так однозначно, если двигаться по таблице. Сначала время жизни элемента падает, потом, у следующего, немножко увеличивается, потом опять падает.

[КШ] Когда увеличивается - это и есть остров стабильности?

[АП] Это указание на то, что он есть. На графиках это хорошо видно.

Что ещё внесли в таблицу Менделеева

// 113-й, нихоний

«Нихон» по-японски означает «Страна восходящего солнца». Своим решением IUPAC хотел поддержать Японию, которая недавно включилась в трансурановую гонку, присоединившись к России, США и Германии.

// 115-й, московий

Это не в честь Москвы, а в честь Московской области, в которой находятся город Дубна и собственно Объединённый институт ядерных исследований. Напомним, что 105-й элемент таблицы Менделеева называется дубний.

// 117-й, теннессин

На территории штата Теннесси расположены Окриджская национальная лаборатория, Университет ­Вандербильта и Университет Теннесси, сотрудники которых внесли большой вклад в исследования сверхтяжёлых элементов.

[КШ] Тогда что же такое сам остров стабильности?

[АП] Некоторая область, в которой находятся ядра изотопов, обладающие более долгим по сравнению с соседями временем жизни.

[КШ] Эту область ещё предстоит найти?

[АП] Пока только самый краешек зацепили.

[КШ] Что вы будете искать на фабрике сверхтяжёлых элементов?

[АП] Эксперименты по синтезу элементов занимают много времени. В среднем полгода непрерывной работы. Мы можем за месяц получить один атом 118-го элемента. Кроме того, мы работаем с высокорадиоактивными материалами, и наши помещения должны отвечать специальным требованиям. Но когда создавалась лаборатория, их ещё не было. Сейчас строится отдельное здание с соблюдением всех требований радиационной безопасности - только для этих экспериментов. Ускоритель сконструирован для синтеза именно транс­уранов. Мы будем, во‑первых, подробно изучать свойства 117-го и 118-го элементов. Во-вторых, искать новые изотопы. В-третьих, пробовать синтезировать ещё более тяжёлые элементы. Можно получить 119-й и 120-й.

[КШ] Планируются эксперименты с новыми материалами для мишеней?

[АП] Мы уже начали работать с титаном. На кальций потратили в общей сложности 20 лет - получили шесть новых элементов.

[КШ] К сожалению, научных областей, где Россия занимает ведущие позиции, не так много. Как нам удаётся побеждать в борьбе за трансураны?

[АП] Собственно, здесь лидерами всегда были Соединённые Штаты и Советский Союз. Дело в том, что основным материалом для создания атомного оружия был плутоний - его требовалось как-то получать. Потом задумались: а не использовать ли другие вещества? Из ядерной теории следует, что нужно брать элементы с чётным номером и нечётным атомным весом. Попробовали кюрий‑245 - не подошёл. Калифорний‑249 тоже. Стали изучать трансурановые элементы. Так получилось, что первыми этим вопросом занялись Советский Союз и Америка. Потом Германия - там в 60-е годы была дискуссия: стоит ли ввязываться в игру, если русские с американцами уже всё сделали? Теоретики убедили, что стоит. В итоге немцы получили шесть элементов: со 107-го по 112-й.

Кстати, метод, который они выбрали, разрабатывал в 70-е годы Юрий Оганесян. И он, будучи директором нашей лаборатории, отпустил ведущих физиков помогать немцам. Все удивлялись: «Как это?» Но наука есть наука, здесь не должно быть конкуренции. Если есть возможность получить новые знания, надо участвовать.

[КШ] В ОИЯИ выбрали другой метод?

[АП] Да. Оказалось, что тоже удачный. Несколько позже подобные эксперименты стали проводить японцы. И синтезировали 113-й. Мы получили его почти на год раньше как продукт распада 115-го, но не стали спорить. Бог с ними, не жалко. Эта группа японская стажировалась у нас - многих из них мы знаем лично, дружим. И это очень хорошо. В некотором смысле это наши ученики получили 113-й элемент. Они же, кстати, подтвердили наши результаты. Желающих подтверждать чужие результаты немного.

[КШ] Для этого нужна определённая честность.

[АП] Ну да. А как по-другому? В науке, наверное, вот так.

[КШ] Каково это - изучать явление, которое по-настоящему поймут от силы человек пятьсот во всём мире?

[АП] Мне нравится. Я всю жизнь этим занимаюсь, 48 лет.

«Ни сосед по квартире, ни попутчик в поезде, ни дипломат на банкете, ни даже собственная жена в собственном доме не умеют быть достойными собеседниками, когда речь заходит о квантах или о странных свойствах америция. Отсюда и ореол таинственности».

Из повести Валерия Аграновского «Взятие сто четвёртого», 1966 г.

[КШ] Большинству из нас невероятно сложно ­понять, чем вы занимаетесь. Синтез трансурановых элементов - не та тема, которую обсуждают за ужином с семьёй.

[АП] Мы генерируем новые знания, и они не пропадут. Если мы можем изучать химию отдельных атомов, значит, обладаем аналитическими методами высочайшей чувствительности, которые заведомо пригодны для изучения веществ, загрязняющих окружающую среду. Для производства редчайших изотопов в радиомедицине. А кто поймёт физику элементарных частиц? Кто поймёт, что такое бозон Хиггса?

[КШ] Да. Похожая история.

[АП] Правда, людей, понимающих, что такое бозон Хиг­гса, всё же больше, чем разбирающихся в сверхтяжёлых элементах… Эксперименты на Большом адронном коллайдере дают исключительно важные практические результаты. Именно в Европейском центре ядерных исследований появился интернет.

[КШ] Интернет - любимый пример физиков.

[АП] А сверхпроводимость, электроника, детекторы, новые материалы, методы томографии? Всё это побочные эффекты физики высоких энергий. Новые знания никогда не пропадут.

Боги и герои

// В честь кого называли химические элементы

Элемент: Ванадий

Когда открыт: 1801

В честь кого назван. Ванадис - скандинавская богиня любви, красоты, плодородия и войны (как у неё всё это получается?). Повелительница валькирий. Она же Фрейя, Гефна, Хёрн, Мардёлл, Сюр, Вальфрейя. Это имя дано элементу потому, что он образует разноцветные и очень красивые со­еди­нения, а богиня вроде тоже очень красивая.

Элемент: Ниобий

Когда открыт: 1801

В честь кого назван. Сначала ему дали имя «колумбий» в честь страны, откуда привезли первый образец минерала, содержащего этот элемент. Но потом был открыт тантал, который практически по всем химическим свойствам совпадал с колумбием. В итоге решено было назвать элемент именем Ниобы, дочери греческого царя Тантала.

Элемент: Палладий

Когда открыт: 1802

В честь чего назван. В честь открытого в том же году астероида Паллада, название которого тоже восходит к мифам Древней Греции.

Элемент: Кадмий

Когда открыт: 1817

В честь кого назван. Изначально этот элемент добывали из цинковой руды, греческое название которой напрямую связано с героем Кадмом. Сей персонаж прожил яркую жизнь: победил дракона, женился на Гармонии, основал Фивы.

Элемент: Прометий

Когда открыт: 1945

В честь кого назван. Да, это тот самый Прометей, который отдал огонь людям, после чего имел серьёзные проблемы с божественными властями. И с печенью.

Элемент: Самарий

Когда открыт: 1878

В честь кого назван. Нет, это не совсем в честь горо­да Самары. Элемент был выделен из минерала самарскита, который предоставил европейским учёным горный инженер из России Василий Самарский-Быховец (1803–1870). Можно считать это одним из первых попаданий нашей страны в таблицу Менделеева (если не брать в расчёт её название, конечно).

Элемент: Гадолиний

Когда открыт: 1880

В честь кого назван. В честь Юхана Гадолина (1760–1852), финского химика и физика, открывшего элемент иттрий.

Элемент: Тантал

Когда открыт: 1802

В честь кого назван. Греческий царь Тантал обидел богов (есть разные версии, чем именно), за что в подземном царстве его всячески мучили. Примерно так же страдали учёные, стремясь получить чистый тантал. На это ушло больше ста лет.

Элемент: Торий

Когда открыт: 1828

В честь кого назван. Первооткрывателем ­этого элемента был шведский ­химик Йёнс Берцелиус, который и дал элементу имя в честь сурового скандинавского бога Тора.

Элемент: Кюрий

Когда открыт: 1944

В честь кого назван. Единственный элемент, названный в честь двух человек - нобелевских лауреа­тов супругов Пьера и Марии Кюри.

Элемент: Эйнштейний

Когда открыт: 1952

В честь кого назван. Тут всё понятно: Эйнштейн (1879–1955), великий учёный.

Элемент: Фермий

Когда открыт: 1952

В честь кого назван. Назван в честь Энрико Ферми (1901–1954), итало-американского учёного, внёсшего большой вклад в развитие физики элементарных частиц, создателя первого ядерного реактора.

Элемент: Менделевий

Когда открыт: 1955

В честь кого назван. Это в честь нашего Дмитрия Ивановича Менделеева (1834–1907). Странно только, что автор периодического закона попал в таблицу не сразу, а лишь спустя почти сто лет после своего открытия. Но всё равно приятно.

Элемент: Нобелий

Когда открыт: 1957

В честь кого назван. Вокруг названия этого элемента долго шли споры. Приоритет в его ­открытии принадлежит учёным из Дубны, которые назвали его жолиотием в честь ещё одного представителя семейства Кюри - зятя Пьера и Марии Фредерика Жолио-­Кюри (тоже ­нобелевского лауреата). Одновременно с этим группа физиков, работавших в Швеции, предложила увековечить память Альфреда Нобеля (1833–1896). Довольно долго в советской версии таблицы Менделеева 102-й значился как жолиотий, а в американской и европейской - как нобелий. Но в итоге IUPAC, признавая советский прио­ритет, оставил западную версию.

Элемент: Лоуренсий

Когда открыт: 1961

В честь кого назван. Примерно та же история, что и с нобелием. Учёные из ОИЯИ предложили назвать элемент резерфордием в честь «отца ядерной физики» Эрнеста Резерфорда (1871–1937), американцы - лоуренсием в честь изобретателя циклотрона физика Эрнеста Лоуренса (1901–1958). Победила американская заявка, а резерфордием стал 104-й элемент.

Элемент: Резерфордий

Когда открыт: 1964

В честь кого назван. В СССР он назывался курчатовием в честь советского физика Игоря ­Курчатова. Окончательное название было утверждено IUPAC только в 1997 году.

Элемент: Сиборгий

Когда открыт: 1974

В честь кого назван. Единственный до 2016 года случай, когда элементу присвоили имя здравствующего учёного. Это было исключение из правила, но уж больно велик вклад Гленна Сиборга в синтез новых химических элементов.

Элемент: Борий

Когда открыт: 1976

В честь кого назван. Тут тоже была дискуссия о названии и приоритете ­открытия. В 1992 году советские и немецкие учёные договори­лись назвать элемент нильс­борием в честь датского физика ­Нильса Бора (1885–1962). IUPAC ­утвердил короткое название - борий.

Элемент: Мейтнерий

Когда открыт: 1982

В честь кого назван. Назван в честь Лизы Мейтнер (1878–1968), физика и радиохимика, работавшей в Австрии, Швеции и США. Кстати, Мейтнер была одним из немногих крупных учёных, отказавшихся участвовать в Манхэттенском проекте. Будучи убеждённой пацифисткой, она заявила: «Я не стану делать бомбу!»

Элемент: Рентгений

Когда открыт: 1994

В честь кого назван. В этой клеточке ­увековечен открыватель знаменитых лучей Вильгельм Рёнтген (1845–1923). Элемент синтезировали немцы, но в исследовательскую группу входили и представители Дубны, в том числе Андрей Попеко, интервью с которым опубликовано в этом номере.

Элемент: Коперниций

Когда открыт: 1996

В честь кого назван. В честь великого астронома Николая Коперника (1473–1543). Как он оказался в одном ряду с физиками XIX–XX века, не совсем понятно. И уж совсем непонятно, как называть элемент по-русски: коперниций или коперникий? Допустимыми считаются оба варианта.

Элемент: Флеровий

Когда открыт: 1998

В честь кого назван. Утвердив это название, международное сообщество химиков продемонстрировало, что ценит вклад российских физиков в синтез новых элементов. Георгий Флёров (1913–1990) руководил лабораторией ядерных реакций в ОИЯИ, где были синтезированы многие трансурановые элементы (в частности, от 102-го до 110-го). Достижения ОИЯИ увековечены также в названиях 105-го элемента (дубний), 115-го (московий - в Московской области расположена Дубна) и 118-го (оганесон).

Элемент: Оганесон

Когда открыт: 2002

В честь кого назван. Перво­начально о синтезе 118-го элемента заявили американцы в 1999 году. И предложили назвать его гиорсий в честь физика Альберта Гиорсо. Но их эксперимент оказался ошибочным. Приоритет открытия признали за учёными из Дубны. Летом 2016 года IUPAC рекомендовал дать элементу название оганесон в честь Юрия Оганесяна.

«А пока что каждое утро, просыпаясь, я хочу сохранить в памяти сон, виденный ночью, потому что я часто вижу город физиков, и людей в синих халатах, и цикло­трон, и раскрашенные под солнечный спектр станки для велосипедов, стоящие прямо на улицах, и только 104-й ни разу ко мне не явился. Я с нетерпением жду его, и мне по­чему-то кажется, что он придёт».

Из повести Валерия Аграновского «Взятие сто четвёртого», 1966 г.

на «Кота Шрёдингера»

Дополните информацию о персоне

Медаль_«В_память_850-летия_Москвы».JPG

Медаль_«За_доблестный_труд».jpg

Орден_«За_заслуги_перед_Отечеством»_III_степени.jpg

Орден_«За_заслуги_перед_Отечеством»_IV_степени.jpg

Орден_«Знак_Почёта».jpg

Орден_Дружбы_Народов.jpg

Орден_Трудового_Красного_Знамени.jpg

Офицерский_крест_Ордена_Заслуги_Республики_Польша.jpg

Биография

В 1956 - окончил МИФИ. Директор лаборатории ядерных реакций им. Г.Н. Флерова Объединенного института ядерных исследований (г. Дубна). Председатель Научного совета по прикладной ядерной физике.

Главные направления научной деятельности

Ядерная физика и физика ускорителей, синтез и исследование свойств новых элементов.

Научные открытия и достижения

Совместно с акад. Г.Н. Флёровым, Ю.Ц. Оганесян является создателем в нашей стране научно-технической и экспериментальной базы нового научного направления - физики тяжёлых ионов. Под его научным руководством и при непосредственном участии в ОИЯИ было создано поколение ускорителей тяжёлых ионов (5 установок) с рекордными параметрами. Последний проект - уникальный ускорительный комплекс для получения пучков радиоактивных ядер, пуск которого был осуществлён в 2002 г.

Ю.Ц. Оганесяном проведены фундаментальные исследования механизма взаимодействия сложных ядер. Им было обнаружено и исследовано влияние ядерной структуры на кол-лективное движение ядер в процессах слияния и деления, он является автором открытия ново-го класса ядерных реакций - холодного слияния массивных ядер (1974 г.), широко используемых по настоящее время в различных лабораториях мира для синтеза новых элементов вплоть до Z = 112.

Ю.Ц. Оганесяну принадлежат основополагающие работы по синтезу новых элементов на пучках тяжёлых ионов. В 60-70х гг. им с сотрудниками были впервые проведены эксперименты по синтезу элементов с Z = 104 - 108. Для исследований предельно тяжёлых ядер Ю.Ц. Оганесяном были выбраны реакции слияния нейтронно-обогащённых изотопов актинидов с ускоренными ионами кальция-48. В 1999 - 2003 гг. в этих реакциях были впервые синтезированы атомы с Z = 111 - 116 и 118, свойства распада которых доказывают существование "островов стабильности" в области сверхтяжёлых элементов.

Группа Юрия Цолаковича Оганесяна в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне, которая много лет синтезировала новые вещества с фантастическими свойствами сообщила о синтезе элемента с порядковым номером 117 совместно с американскими коллегами из национальных лабораторий в Окридже и Ливермор университета Вандербильда. Этот эксперимент стал в мире науки сенсационным, так как в природе не существует элементов с атомными номерами больше 92, т.е. тяжелее урана. Отметим, что 118-й появился раньше 117-го. Это было связано с тем, что для синтеза 117-го требовалось специфическое вещество, которое могли наработать только американцы. Они наработали его у себя на высокоточном реакторе, доставили в Дубну, где из него приготовили мишень и в течение шести месяцев в Дубне был синтезирован 117-й элемент. Надо сказать, что Юрий Оганесян является еще и соавтором открытий иностранными учеными ряда тяжелых элементов: 104 (резерфордий), 105 (Дубний), 106 (Сиборий), 107 (Борий), 117 (Унунсептий).

В 2002 г. в мировом научном сообществе наиболее реальным претендентом на получение Нобелевской премии рассматривался именно Академик РАН Ю.Оганесян. Однако, в США разгорелся скандал с фальсификацией открытия сверхтяжелых элементов командой физиков, которые конкурировали с группой Ю.Оганесяна. Американцы, голос которых является решающим при присуждении Нобелевской премии, приложили все усилия, чтобы премия не досталась России.

Сочинения

Посвящены ядерным реакциям, ускорителям тяжелых ионов, синтезу и исследованию новых тяжелых химических элементов, среди них:

• Многоцелевой изохронный циклотрон У-250 / Р. Ц. Оганесян, Э. Бакевич, И. Б. Енчевич, 16 с. 21 см, Дубна ОИЯИ 1979
• Нейтроноизбыточные ядра легчайших элементов / Ю. Ц. Оганесян, Ю. Э. Пенионткевич, Р. Калпакчиева, 12 с. ил. 22 см, Дубна ОИЯИ 1989
• Изомерные мишени и пучки / Ю. Ц. Оганесян, С. А. Карамян, 26 с. ил. 22 см, Дубна ОИЯИ 1994
• Синтез и радиоактивные свойства тяжелейших ядер / Ю. Ц. Оганесян, 14 с. ил. 22 см, Дубна ОИЯИ 1996
• Синтез и свойства сверхтяжелых ядер / Ю. Ц. Оганесян, 10 с. ил. 22 см, Дубна ОИЯИ 1994
• Программа ОИЯИ по физике тяжелых ионов при низких и средних энергиях / Ю. Ц. Оганесян, Ю. Э. Пенионжкевич, 18 с. ил. 22 см, Дубна ОИЯИ 1994
• План работы Лаборатории ядерных реакций имени Флерова на 1995 год: Докл. к 76-й сес. науч. совета ОИЯИ (7-9 июня 1994 г.) / Ю. Ц. Оганесян, 12 с. ил. 21 см, Дубна ОИЯИ 1994
• К вопросу о гамма-лазере на ядерных уровнях / Ю. Ц. Оганесян, С. А. Карамян, 11 с. ил. 22 см, Дубна ОИЯИ 1994
• Исследование структуры ядер с помощью лазерного излучения / Ю. Ц. Оганесян, Ю. П. Гангрский, Б. Н. Марков, 8 с. ил. 21 см., Дубна ОИЯИ 1982
• Доклад о научно-исследовательской деятельности в 1996 г. : Лаб. ядер. реакций им. Флерова: Докл. на 81-й сес. науч. совета ОИЯИ, 16-17 янв. 1997 г. / Ю. Ц. Оганесян, 9 с. ил. 22 см, Дубна ОИЯИ 1996
• Возбуждение и разрядка изомеров в ядерных реакциях / Ю. Ц. Оганесян, С. А. Карамян, 12 с. ил. 22 см, Дубна ОИЯИ 1996
• Ю.Ц. Оганесян. Реакции синтеза тяжелых ядер: краткий итог и перспективы. Ядерная фи-зика. Т.69, No.6. с. 961 (2006).
• Yu. Oganessian. Heaviest nuclei from 48Ca-induced reactions. J. of Physics G, v.34, p.R165 (2007).
• Yu. Oganessian et al. Synthesis of Elements 115 and 113 in the reaction 243Am+48Ca. Physical Re-view C, v.72, p.034611 (2005).
• Yu. Oganessian et al. Synthesis of the isotopes of elements 118 and 116 in the 249Cf and 245Cm +48Ca fusion reactions. Physical Review C, v.74, p. 044602, (2006).
• Yu. Oganessian. Synthesis and decay properties of superheavy elements. J. International Union of Pure and Applied Chemistry, v.78, p. 889 (2006).
• Yu. Oganessian. Sizing up the heavyweights. NATURE, v. 413, p. 122 (2001).

Достижения

• член-корреспондент АН СССР (1990)
• действительный член РАН (член-корр. 1991)
• доктор физико-математических наук (1970)
• профессор (1980)
• иностранный член НАН РА

Награды, премии

• Государственная премия СССР (1975)
• Государственная премия Российской Федерации (2010)
• премия Ленинского Комсомола
• премия им. И.В. Курчатова
• премия Г.Н. Флёрова (ОИЯИ 1993)
• премия А. фон Гумбольда (Германия 1995)
• премия имени Лизы Мейтнер (Европейское Физическое Общество 2000)
• Лауреат Главной премии за 2001 год МАИК Наука/Интерпериодика (РАН. 2002)
• орден "Трудового Красного Знамени"
• орден "Знак почета"
• орден "Дружбы народов"
• орден "За заслуги перед Отечеством" III степени
• орден "За заслуги перед Отечеством" IV степени
• орден Дружбы (Монголия)
• орден Дружбы II степени (КНДР)
• офицерский крест ордена Заслуги Республики Польша
• медаль «В память 850-летия Москвы»
• медаль «За доблестный труд. В ознаменование 100-летия со дня рождения В.И. Ленина»
• Золотая медаль № 1 (Госкомитет по науке Министерства образования и науки Республики Армения - за выдающиеся достижения)

Членство в научных обществах и организациях

• иностранный член Сербской Академии Наук и Искусств (1995)
• почетный доктор Университета им. Гете (Франкфурт на Майне, Германия, 2002)
• почетным доктор Университета Мессина (Италия, 2002)
• заведующий филиалом кафедры МИФИ
• председатель диссертационного совета, председателем научного совета РАН по прикладной ядерной физике
• почетный доктор Ереванского государственного университета

• "J.Phys.G"
• "Nuclear Physics News International"
• "Il Nuovo Cimente"
• "Particles and Nuclei"
• "Particle Accelerators"
• член редакции журнала «Физика элементарных частиц и атомного ядра»

• GANIL (Франция)
• RIKEN (Япония)

Разное

Изображения

Библиография

• Большая русская биографическая энциклопедия.(3 CD)

Первые 117 элементов таблицы Менделеева были нормальными. И вот появился 118-й.

Нихоний (Nh), московий (Mc), теннессин (Ts) и оганесон (Og) появились в таблице Менделеева в 2016 году. Фото: Antoine2K.

Оганесон (Og), в девичестве унуноктий, в 2016 году получил имя в честь Юрия Оганесяна , научного руководителя Лаборатории ядерных реакций им. Г.Н. Флерова Объединенного института ядерных исследований в Дубне. Это второй элемент, нареченный именем еще здравствующего человека, после сиборгия (Sg), названного в 1997 году в честь живого Гленна Сиборга (1912–1999).

Окончание -он свидетельствует о принадлежности оганесона к благородным газам – группе элементов, в которую также входят гелий (He), неон (Ne), аргон (Ar), криптон (Kr), ксенон (Xe), радон (Rn). Да, гелий без надлежащего окончания – может, потому что, когда набираешь полные легкие гелия, голос начинает звучать не слишком благородно.

Оганесон – самый тяжелый на сегодняшний день элемент периодической таблицы, его атомная масса – больше 294 атомных единиц массы , что почти в 25 раз тяжелее типичного изотопа углерода из вашего бренного тела. В отличие от углерода искать оганесон у себя под мышкой или в жировых складочках не стоит – в природе он вообще не встречается, и за все время было искусственно синтезировано всего несколько атомов этого радиоактивного элемента, каждый из которых просуществовал меньше миллисекунды.

В связи с этим, говоря о свойствах оганесона, ученые полагаются исключительно на теоретические предсказания. И многие из этих предсказанных свойств довольно странны.

Если руководствоваться вычислениями, основанными на классической физике, то электроны оганесона должны располагаться в окружающих атомное ядро оболочках, как у почти всех нормальных элементов. Однако оганесон – элемент сверхтяжелый, а значит, из-за большого заряда ядра его электроны разгоняются до таких значительных скоростей, что возникает необходимость учитывать теорию относительности Эйнштейна, и если включить ее в расчеты, то получается странная штука: вместо дискретных электронных оболочек электроны витают в более-менее равномерно размытом облаке электронного газа !

Благородные газы еще называют инертными, потому что они химически неактивны и участвуют в реакциях лишь в экстремальных условиях, как при апокалипсисе. Оганесон – исключение. Из-за необычного распределения электронов он легко отдает и принимает электроны, а значит, может быть химически реактивным. Получается, что оганесон – парадоксально неинертный благородный газ.

К тому же он вовсе и не газ в привычном понимании этого слова. В «размазанном» состоянии облака электроны оганесона легко поляризуются, а значит, атомы элемента будут связываться друг с другом прочными вандерваальсовыми взаимодействиями. Вместо того чтобы отскакивать друг от друга, словно футбольные мячики, как в типичных газах, атомы оганесона при комнатной температуре, вероятно, будут стремиться слипнуться в твердое вещество ! Это уже не благородный газ, а благородная твердь какая-то.

Протоны ядра оганесона тоже могут вести себя нестандартно. Обычно протоны отталкиваются друг от друга в силу положительного заряда, но не разлетаются благодаря так называемым ядерным силам, в основе которых лежит сильное взаимодействие – намного более сильное, чем кулоновские взаимодействия между зарядами. Однако у оганесона протонов аж 118 штук, поэтому их объединенные кулоновские усилия могут частично преодолеть ядерную силушку, в результате чего в ядре сформируется пузырь ! В центре ядра протонов окажется меньше, чем на периферии.

А вот нейтроны ядра, как и электроны вокруг ядра, смешаются в Ферми-газ , предсказывают ученые.

Сам Юрий Цолакович Оганесян подобные прогнозы относительно его тезки-элемента находит удивительными. Для их проверки необходимы эксперименты, говорит он, с предвкушением потирая руки.

Но куда более удивительными могут оказаться следующие, пока что неоткрытые химические элементы. Согласно недавно предложенной модели , ядра с массой выше 300 могут представлять собой совершенно иную, непривычную нам форму материи, которая будет состоять не из протонов и нейтронов, а из верхних и нижних кварков, собирающихся в какие-нибудь иные конфигурации. Подобная материя может стабильно существовать в недрах нейтронных звезд и потенциально могла бы стать намного более удобным источником энергии, чем ядерный или термоядерный синтез. Так что с нетерпением ждем, когда наши ученые в Дубне синтезируют невероятный и чудной 119-й элемент – ковылиний.

Текст: Виктор Ковылин. По материалам: Science News , Химия и жизнь
Научная статья: Physical Review Letters (Jerabek et al., 2018)