Предчувствия и свершения. Книга 3. Единство

Удастся ли синтез экасвинца, покажет будущее. Но окрестности экасвинца являются не единственным островом устойчивости. За ним, еще дальше от берега, где расположен устойчивый уран-238, оболочечная модель ядра позволяет надеяться на обнаружение второго острова устойчивости — вблизи элемента, ядра которого имеют заряд около 126.

Для их синтеза можно подобрать мишень и снаряд так, чтобы ядро, получающееся при бомбардировке, было возбуждено не сильно и могло охладиться путем испарения небольшого числа нейтронов. Например, бомбардируя ядра тория-232 ядрами криптона-84, можно получить ядро элемента-126, охлаждающееся испарением четырех нейтронов так, что масса ядра синтезируемого элемента оказывается равной 312.

Ученые понимают, что в их работе «перелеты» — получение атомных ядер с номером, большим 114 (или 126), менее опасны, чем «недолеты» — получение атомных ядер с меньшим номером. Ведь «корректировка огня» — приближение к магическому ядру — определяется радиоактивными процессами. В случае «перелета» — это альфа-распад, уменьшающий атомный номер сразу на две единицы, а в случае «недолета» работает бета-распад, увеличивающий атомный номер только на одну единицу. Существенно и то, что альфа-распады более вероятны, а значит, происходят в тяжелых ядрах чаще, чем бета-распады, обусловленные слабым взаимодействием.

В этой связи нельзя не упомянуть еще об одном достижении, полученном на дортмундском ускорителе. Дортмундские ученые наблюдали интересные явления, происходящие, когда ядро-снаряд налетает на ядро-мишень не прямо в лоб. При косом соударении возникает узкая «прицельная зона», в которой взаимодействующие ядра образуют неустойчивую систему из двух компонентов, вращающихся вокруг общего центра масс. Эту систему можно рассматривать как особое, сильно возбужденное состояние суммарного ядра, при котором ядерные силы притяжения нуклонов в течение некоторого времени удерживают исходные ядра и противостоят кулоновским силам отталкивания одноименных зарядов и центробежным силам, стремящимся разрушить это состояние.

Такое сильно возбужденное состояние можно исследовать теоретически при помощи оболочечной модели ядра. При осуществлении эксперимента возможно предсказанное затягивание электронов, принадлежащих снаряду — иону урана и мишени — атому урана, внутрь зоны, Принадлежащей возбужденному суммарному ядру.

Теоретики и ранее указывали на возможность проникновения внутренних электронов тяжелых атомов в зону ядра. Малая вероятность такого явления не позволила до сих пор уверенно зафиксировать его в эксперименте. Совсем недавно в Дортмунде были проведены опыты с бомбардировкой ядер урана ионами урана. Энергия ускорителя недостаточна для преодоления кулоновского отталкивания обоих ядер при лобовом соударении. Но ученым удалось зафиксировать возникновение сильно возбужденного состояния ядерной материи при суммарном заряде 184. Исследования этого экзотического ядра продолжаются.

Интересной деталью эксперимента с образованием ядра элемента-184 является одновременное наблюдение электрон-позитронных пар. До сих пор рождение электрон-позитронных пар наблюдалось только в процессах с участием фотонов, обладающих очень большой энергией.

Работая над синтезом трансурановых элементов, физики предпринимают и попытки найти такие ядра в природных условиях. Об одной такой попытке — исследовании времени жизни ядер свинца — уже шла речь. Эти попытки продолжаются, ученые стремятся повторить полученные результаты другими методами и повышают точность измерения, устраняют все мешающие эффекты, например возникающие вследствие малых примесей других радиоактивных элементов.

Поиски трансурановых ведутся и в космических лучах: если эти элементы рождаются при взрывах сверхновых звезд или в ходе других подобных катастрофических процессов, то они должны достигать Земли.

Удача досталась американским физикам. Изучая следы космических частиц в толстослойных фотографических эмульсиях, поднятых за пределы земной атмосферы, они зафиксировали три следа частиц, имеющих заряд, превышающий 100, и один след с зарядом более 110. Однако такие единичные случаи не могут считаться достаточными для уверенности в правильности истолкования опытов.

В 1980 году физики были взволнованы сообщениями о том, что в кристалле оливина метеоритного происхождения обнаружен след ядра, содержащего более 110 протонов, то есть ядра элемента, расположенного на дальнем «шельфе пролива нестабильности». Подобное сообщение появилось и в 1983 году, но происхождение этих следов еще остается неясным.