"Чаепития в Академии" — постоянная рубрика "Правды.Ру". Писатель Владимир Губарев беседует с выдающимися учеными. Сегодня мы предлагаем вашему вниманию интервью научного журналиста со специалистом в области экспериментальной ядерной физики, академик РАН, научный руководитель Лаборатории ядерных реакций им. Г. Н. Флёрова в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне, заведующий кафедрой ядерной физики университета "Дубна" Юрием Оганесяном.
Читайте также: Чаепития в Академии: Истина прекрасна и в лохмотьях!
В начале беседы я не мог не поблагодарить ученого:
— Я очень признателен вам, что в это тяжелое время для отечественной науки и ее ученых, когда на них обрушилась жесточайшая, и во многом несправедливая, критика, именно вы показали, что академики занимаются делом, а не устраивают своих детей на "тепленькие местечки", как утверждают разные комментаторы.
— Это другая чаша весов. А так как на ней сверхтяжелые элементы, то она и перевесила.
— Мы с вами когда-то говорили обо всех тонкостях получения 114-го,116-го элементов, потом торжественно отмечали присвоение им имен. Не кажется ли вам, что 118-й — еще одно блестящее подтверждение теории, то есть существования вашего "острова стабильности"? Это нечто принципиально новое в физике?
— Вообще, не принято говорить — "блестящее подтверждение теории". Теория описывает эксперимент — это бывает, а вот наоборот — нет… Теория — это, в общем-то, и есть Нечто принципиально новое… Но, к сожалению, у нас в ядерной физике еще нет строгой теории в полном смысле этого понятия. Есть теоретические модели, но теорию ядерных сил еще предстоит создать. Поясню. Ситуация не та, что в квантовой электродинамике, где известна природа электромагнетизма, что позволяет рассчитать все — от крошечного чипа до громадной электростанции. Что же касается ядерной физики, то природа ядерных сил — как сцепляются протоны и нейтроны в ядре — нам не ясна…
— Но вы же создали атомную бомбу и атомную электростанцию?!
— Да, мы используем ядерные силы: бомбы взрываются, на АЭС электричество вырабатывается. Теория не стоит на месте. Она дает объяснения с помощью моделей. А модель базируется на определенном предположении. Так, например, модель жидкой капли предполагает, что ядерное вещество подобно капле заряженной жидкости. Как и жидкость оно представляет бесструктурную (аморфную) среду. Если мы будем пользоваться такой моделью, то элементы могут быть только до сотого. А дальше их не должно быть, поскольку капля становится нестабильной. В капле заряженной жидкости действуют две противоборствующие силы: поверхностное натяжение, которое ее сжимает и делает сферической, и силы отталкивания положительно заряженных протонов. Как только расталкивание превалирует над сжатием, капля делится на две части. Такая ситуация, согласно расчетам по капельной модели, наступает с сотым элементом. В противном случае, если эксперимент противоречит этим прогнозам, возникает повод усомниться в том, что ядерная капля представляет собой бесструктурную материю. В ней могут возникать структуры подобные снежинкам.
— "Снежинка"? Красиво…
— Так называемая "микроскопическая теория" пытается объяснить эту структуру вещества в тяжелом ядре. Хотя бы настолько, чтобы можно было ее учесть как некую поправку к бесструктурной капле, когда мы двигаемся к пределу существования ядер. Оказалось, время жизни тяжелых элементов быстро уменьшается с ростом их атомного номера и массы, хоть и существуют они, может быть, чуть дольше, чем сотый элемент. Но потом, достаточно далеко от известной области ядер, возникают так называемые острова стабильности как следствие того, что ядра имеют внутреннюю структуру.
— Не менее красиво, чем "снежинка"!
— Первый остров сверхтяжелых, о котором мы говорим, был предметом долгих мучений многих ученых во всем мире. Надо было понять, есть ли он в действительности. То, о чем вы говорите как о теоретическом провидении, а я формулирую как рабочую гипотезу, появилось в 1969 г. После этого все бросились искать сверхтяжелые элементы. Элементы искали в космосе, на Земле. Пытались синтезировать с помощью мощных ядерных реакторов, подземных ядерных взрывов, на ускорителях и т.д. К сожалению, ничего не удалось увидеть. Вполне естественно, что к 1985 г. - к концу этого штурма - идея далекого острова окрасилась пессимистическими тонами.
— Физики потеряли надежду?
— Два варианта. Или до чего-то не дотягиваешься, или оно не существует. Мы как-то решили, что нет, скорее всего, не дотянулись. Надо делать по-новому. Эксперимент придется очень сильно усложнить. И идти другим путем, совершенно другую реакцию сделать. Но к этому мы были не готовы. Все то, что у нас было хорошее, не годилось. Надо все заново делать. А если учесть, что эти яркие идеи пришли в 1990-х годах, то можно себе представить, насколько нам было сложно. Я должен вам сказать, что любая эпопея, которая тянется в жизни 25 лет, с 1991-го до 2016-го, всегда связана с какими-то находками и потерями. Находки — это новые друзья. Мы нашли много людей, которые нам помогали.
— Кто они?
— Министры, даже губернаторы, научные сотрудники, коллеги и друзья в России, а потом и за границей, и даже в Америке. Мы нашли многих и многих потеряли, пока добрались до заветного "острова стабильности". Но это жизнь.
— Образно говоря, вы высадились на этом "острове"?
— Да. В северо-западной его части, если смотреть на карте ядер.
— Вы ходите по "острову"?
— Да, в определенных пределах ходим… Мы открыли шесть элементов на этом "острове". И они значительно стабильнее, чем элементы, которые вне этого "острова". Это и есть основное представление того, как именно устроен мир.
— И что это дает нам?
— Вся история развития науки — это познание того, как устроен окружающий нас мир, из чего он состоит, по каким законам он действует, движется, рождается или погибает где-то. И теперь мы можем сказать, что граница материального мира значительно дальше, чем мы предполагали, а, следовательно, элементов может быть больше, чем думали 59 лет назад.
— Это главный вывод?
— Пожалуй, да. Это то, что мы называем фундаментальной наукой.
— Существует легенда, что таблица приснилась Менделееву…
— Никогда не верьте таким легендам! Нет, она ему не приснилась, я сказал бы так: он вообще не спал, когда работал над ее созданием! И вот почему… Сделаем блиц — пройдемся по истории. Дальтон — 1808 год, говорит: "Атом неделим. Элемент — это атомы. Все атомы одного элемента одинаковы, имеют одинаковый вес. Разные имеют разный вес". В это время было известно 36 элементов, 36 кирпичиков мироздания. Затем 60 лет спустя — Менделеев, 1869 год. В это время было известно 63 элемента. Д. И. Менделеев находит, что они периодически повторяют свои свойства. Если и это закономерность, то они уже не могут быть первозданными кирпичиками, так как сами из чего-то состоят. Из эфира, думает Менделеев, и ищет эфир. Не находит. Тем не менее, он говорит, что атом не неделим, он сам из чего-то состоит. 42 года спустя Резерфорд предлагает модель атома — ядро, и вокруг него на большом расстоянии вращаются электроны. Представление об элементах идет поэтапно. А теперь мы задаем вопрос: а сколько может быть этих элементов? Больше, чем 118-ть. А будут ли они такими же, как более легкие элементы? Нас интересует, впишутся ли они в таблицу Менделеева? Ответ не ясен: и да, и нет. Ну, как это? Так впишутся или не впишутся? Вот сверхтяжелые вроде вписываются, а самые тяжелые — может быть, и нет. Это будет чрезвычайно интересная вещь! Что дальше-то будет? Если нет периодичности, то что?
— Значит, сегодня закончился определенный этап развития физики? И все надо начинать с новых рубежей?
— Безусловно. 25 лет — это не короткий этап исследований. И самое главное то, что он показал, что наш "остров" в той части, которую мы исследовали, — это не конец. Возможно, это даже не последний остров, то есть мир значительно богаче и элементов может быть больше.
— А разве это еще не один взгляд в прошлое? Вот у меня было такое ощущение, что появление новых элементов — это еще попытка заглянуть в самое начало рождения Вселенной. Эти же элементы были, когда Вселенная начала рождаться?
— Прямо сказать не берусь, потому что элементы во Вселенной получались не таким способом, как мы их синтезируем здесь. Мы не можем повторить в стенах лаборатории то, что творилось во Вселенной. Там были очень высокие температуры, огромные плотности энергии, гигантские потоки нейтронов…
— В самом начале Большого взрыва?
— Все происходило после Большого взрыва. Именно тогда, во взрывах уже сверхновых звезд синтезировались самые тяжелые элементы. Поскольку мы этим путем не можем идти, то придумываем такие реакции, которые не осуществлялись в природе. Исследуем процессы, когда в результате столкновения частиц — лоб в лоб, своеобразного крушения — появилось какое-то новое образование. Да, это случается редко, но, тем не менее, как только слияние произошло и новое ядро суммарной массы остыло посредством эмиссии нейтронов, мы уже можем говорить об образовании нового, очень тяжелого элемента.
— У вас есть моральное удовлетворение от проделанной работы?
— Конечно. Хорошо, что все получилось. А мог и не получиться. С большой вероятностью, кстати. Могли и не дотянуться до "острова" в очередной раз. Хорошо, что дотянулись. Мы как-то с коллегами говорили на эту тему, когда не все получалось. Решили попробовать еще раз и сделать так, чтобы в следующий раз приступили к этой проблеме, не наши дети, а наши внуки.
— Своеобразный прыжок в далекое будущее?
— Можно и так сказать.
— В Дубне открыто много элементов…
— Одним элементом больше, одним меньше - это не главная, хотя и приятная радость. А радость в том, что есть сверхтяжелые элементы — пусть их будет пять или восемь — не важно, и они совсем меняют наше представление о материальном мире. Вот это радость! Конечно, в прошлом элементы получались довольно-таки сложно. Раз в пять-десять лет элемент один. А здесь они все на "острове". И как только получился один, остальные уже было получить значительно легче. С помощью, конечно, дорогой техники. Но уже было ясно, как идти дальше. Да, само по себе явление очень редкое. Мы счастливы, когда получаем один атом в день. Мы еще так бодро ходим, когда один атом в неделю. Я имею в виду 118-й элемент. Бывает, что один атом в месяц…
— Но ведь получаете!
— Мы решили сделать фабрику, которая будет давать в 100 раз больше. Повеселее тогда жизнь пойдет.
— Сколько человек принимало участие в работе по получению 118-го? Я понимаю, что вы на вершине этой пирамиды…
— Практически все научные сотрудники и инженеры нашей Лаборатории, что вполне естественно. Мы сотрудничаем с американцами. Вещество мишеней мы получаем оттуда. В Ок-Ридже мощный реактор. Он еще там со времен Ферми. Там плутоний получали, из которого бомбу делали. Они теперь с нами работают. В их команде 52 человека.
— Но ваше открытие должны были подтвердить в других центрах?
— Подтверждали уже другие лаборатории в Германии и Японии. Первый результат мы получили в 2000 году. А в 2007 году, 7 лет спустя, когда Дмитриев и его команда уже делали химию 112-го элемента, они начали повторять наши реакции на разных установках, в разных лабораториях. Было сделано в общей сложности 8 экспериментов. Все подтвердили наше открытие.
— Еще один вопрос. Вот ваше отношение к Дубне?
— Я испытываю только одно такое необъяснимое чувство: куда бы ни уезжал, всё назад хочется. Сюда в Лабораторию. В Дубну. Не знаю, почему. Не знаю, не спрашивайте. Во Франции был — раньше времени приехал. В Америке был — тоже. Наверное, привык очень. Прилип.
— Я приехал к вам на электричке. Смотрю в окно: лес стоит в снегу — совершенно феерическое зрелище!
— Ну, вы лирик. Вы гуманитарий, лирик. У меня это немножко всё по-другому. Я здесь себя свободнее чувствую. В своих желаниях, в своих стремлениях, в своих взаимоотношениях с людьми. Наверное, потому, что мои молодые годы прошли здесь. И главное в жизни тоже здесь случилось…
Читайте все материалы из серии "Чаепития в Академии"