Взятие сто четвертого(Повесть)
Шрифт:
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
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
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.
«Всех известных»! — да много ли их? В этом смысле «материала» у теоретиков было чуть-чуть, всего лишь два десятка изотопов от 100-го до 105-го элементов. Между тем чем ближе к барьеру стабильности — ну хоть бы еще 106-й, 107-й и 108-й элементы! — тем вернее был бы прогноз относительно 126-го!
Не буду утомлять читателя излишними подробностями, скажу главное: советский физик-теоретик Вилен Митрофанович Струтинский все же дал экспериментаторам «карту» в руки. Он выдвинул такую гипотезу; надо исходить из того, что стабильность связана с внутренними свойствами ядер, которые не одинаковы даже у соседних изотопов одного и того же элемента. Особенность свойств такова, что ядро, оказавшись на пределе стабильности, то есть в экстремальном состоянии, способно мобилизовать все свои силы во имя сохранения жизни материи. Здесь вполне допустима — разумеется, весьма условная — аналогия с людьми: попав в стрессовое состояние, человек обнаруживает у себя замечательные способности быстро бегать, далеко прыгать, поднимать невероятные тяжести и так далее, чтобы ликвидировать угрозу смерти.