НА ПУТИ К СТО ШЕСТОМУ
Ну-с, а что там на очереди? 106-й? В таком случае, вперед — к 106-му! Иным казалось тогда, что лозунг реалистичен, что можно, не задумываясь, его осуществлять, что новый элемент почти без боя ляжет к ногам победителей. Увы, заблуждение остается заблуждением, даже если подкреплено отвагой и уверенностью в успехе. И дело было не столько в технических сложностях, сколько в общей ситуации, сложившейся на «трансурановом направлении».
Ученые давно заметили тенденцию к уменьшению времени жизни трансуранов по мере их утяжеления: 98-й жил десятки лет, 99-й — десятки дней, 102-й — минуты, 104-й — десятые доли секунды, а сто «какой-нибудь», судя по всему, должен был существовать не более десяти в минус двадцатой степени лет — то есть, короче мгновения. Элементы, имеющие атомный номер до ста, хоть были «увидены» и «взвешены», но все последующие оставляли невесомые следы своего бытия или единичные атомы.
В свое время, нацелившись на 104-й, ляровцы реально представляли себе синтез 105-го и некоторым образом рассчитывали на 106-й. Теперь же, когда 106-й «встал в повестку дня», когда конечная цель приблизилась, они, будучи настоящими учеными, естественно, притормозили, задумавшись о перспективе.
Какова же она? Тщательные исследования по 104-му показали, что даже нечетные изотопы, эти «долгожители» по сравнению с четными, испытывают спонтанное деление, — вот вам и перспектива! Время жизни ядра, начиная с какого-то атомного номера, могло оказаться короче времени, необходимого для формирования его электронной «шубы»: ядро умрет раньше, чем родится! Ни получить его, ни зафиксировать, ни исследовать будет невозможно, и разговор о его химических свойствах станет абсурдным.
Катастрофа? Мы подошли к пределу стабильности?
Дальнейший синтез трансуранов лишается смысла? И надо перенацеливать циклотрон на решение других задач, а 106-й считать своей «лебединой песней»? Примерно такие вопросы встали перед ляровцами.
Образно говоря, физики-экспериментаторы вышли на крутой берег науки, с которого увидели бескрайнее море нестабильности. И задумались: как пускаться теперь в дальнее плавание? Пока шли твердой почвой, душа была спокойной, — а у моря свои законы, их надо знать, и по морю не очень-то поплаваешь без карты с обозначением рифов, подводных течений и опорных островов. Как же прикажете относиться к 106-му? Это «последний на берегу» или, быть может, «первый опорный в море»?
Курс кораблям рассчитывают штурманы. Но наука — необычный корабль, находящийся в необычном плавании. То опыт шагает впереди теории, давая ей пищу для размышлений, то гипотеза, построенная на основании эксперимента, прокладывает курс дальше, чтобы вновь подтвердиться (или опровергнуться) опытом.
Не пришел ли момент, когда теории следовало сказать свое слово? Без вмешательства теоретиков ляровцы могли, но не хотели бросаться сломя голову на 106-й, потому что надеялись получить не только синицу в руки, но и журавля в небе. Это не значит, конечно, что Флеров дал отбой по всем линиям поиска нового элемента, зачехлил циклотрон и распустил сотрудников на каникулы. Дело продолжало делаться с прежним энтузиазмом, лаборатория готовилась к решающему штурму, однако мысль, сидящую на мели, необходимо было сдвинуть.
Ядерная физика — сравнительно молодая область науки, существующая всего несколько десятилетий. За это время ученые накопили огромную информацию о ядерных свойствах изотопов различных элементов. Однако атомное ядро — столь сложный объект, что до сих пор еще не удалось создать единой теории, объясняющей и описывающей все свойства полутора тысяч известных ныне ядер. Не установлены пока и общие закономерности, которым подчиняются ядра по мере движения от легких к тяжелым. Видны только провалы энергии — почему, отчего?
Да, не все ядра одинаково стабильны. Некоторые, перегруженные нейтронами и протонами, испытывают радиоактивный распад. С увеличением атомного номера элемента ядра становятся все более неустойчивыми, а жизнь их — короче…
Но что заметили физики? Они давно уже заметили, что в природе встречаются ядра, нейтроны и протоны которых так хорошо «упакованы», что силы, обычно их разрушающие, оказываются несостоятельными. У таких ядер по сравнению с «рыхлыми» более сферическая внешность, но не это главное, а то, что количество нейтронов или протонов соответствует определенному ряду чисел, а именно: 2, 8, 20, 28, 50, 82 и 126!
Мистика, да и только!
Впрочем, так ли уж это мистично? В каждом тяжелом ядре происходит противоборство сил, стремящихся, с одной стороны, разрушить ядро, а с другой — сохранить. Эти силы — кулоновская сила отталкивания и ядерная сила сцепления — громадны, а разница между ними, дающая возможность либо погубить ядро, либо сохранить его, ничтожна. Если угодно — капля, то ли переполняющая, то ли не дополняющая чашу, всего-то! «Магическое» число протонов и нейтронов и можно считать «каплей», стабилизирующей ядро.
Известный американский физик Ричард Фейнман однажды сказал, что понять — значит привыкнуть и научиться использовать. К странному ряду чисел со временем привыкли, дали им официальное имя «магических», а затем подумали, как бы ими воспользоваться. Прежде всего решили узнать, в какой степени и одинаково ли стабильны ядра, составленные из магического числа протонов и нейтронов. Оказалось — не Одинаково. Самыми стабильными, а практически вечными, были такие, в которых и количество нейтронов, и количество протонов равнялось магическому числу. Их было не много. Например, кислород — 8 и 8, кальций — 20 и 20, свинец — 82 и 126. Всем этим ядрам дали название «двойные маги» и с сожалением констатировали, что трансураны приходятся как раз на область, весьма отдаленную от ближайшего к ним «двойного мага» — свинца, и чем дальше от него, тем меньшей становится их жизнеспособность, тем трудней находить их в природе и синтезировать.
Вопрос, таким образом, упирался уже не в то, есть 106-й элемент или его нет, а где находится «конец жизни» ядерной материи. Получалось, что смысла синтезировать ядра за пределами 106-го вроде бы не было.
Ужасно безысходно, не правда ли?
Общая картина, как понимает читатель, выглядела пессимистично. Дело, разумеется, было не в том, что ляровцы боялись остаться «без работы», и не в том, что море нестабильности, лишенное берегов, могло восприниматься ими как чрезвычайно унылая картина.
Научное воображение физиков не пострадало бы и в том случае, если бы удалось доказать наличие стабильности, и в том, если бы кто-то доказал, что стабильность отсутствует.
Мучила неопределенность.
И вот тут-то теоретики, от которых с таким нетерпением ждали вестей, обратились сами к себе с внешне наивным и одновременно замечательным вопросом: а почему бы не предположить, что в районе следующего магического числа, стоящего за 82, не обнаружится стабильность? Этим следующим числом было 126: именно такое количество нейтронов в свинце делало его «двойным магом», а практическая «вечность» свинца делала цифру 126 магической. Увы, элемента со 126-ю протонами пока еще никто «в глаза» не видел: таблица Менделеева заполнена сегодня, как мы знаем, всего лишь до 105-й клетки. Ну что ж, уважаемые экспериментаторы, как бы сказали теоретики, давайте пробуйте синтезировать! Подтверждайте нашу гипотезу или опровергайте ее! Дело за вами! А вдруг?!
Но нет, не говорили так теоретики, это было бы слишком просто, и ляровцев подобная «карта» не устраивала, тем более, что они сами догадывались: в районе 126-го элемента может оказаться «остров стабильности». Это предсказание мало чего стоило, потому что не содержало ответа на самый важный вопрос: как поведет себя элемент в связи со спонтанным, то есть самопроизвольным, делением? Ну, предположим, удастся синтезировать 126-й, у которого 126 протонов и, предположим, 184 нейтрона, — вы думаете, это будет «двойной маг», вечный и стабильный? Ничуть! Он может легко развалиться, как разваливаются железные гантели, когда ими забивают гвозди. Чтобы выяснить, насколько 126-й стабилен к различным типам распада, в том числе спонтанного, чтобы определить, как этот элемент — и другие подобные ему «маги» — поведут себя, столкнувшись с делением вне всяких норм и правил, надо заранее изучить свойства и качества всех известных до настоящего времени трансуранов.