Техника - молодёжи 1995-06, страница 16
СЕНСАЦИИ НАШИХ ДНЕЙ ДАРМШТЛДГСКИЙ КОНВЕЙЕР — выдал ЭЛЕМЕНТЫ 110 И111 ...Роды прошли безболезненно — уже через несколько микросекунд все было позади. Время: 09.11.1994. Родители: солидный атом свинца и легковесный ион никеля. Акушеры: Петер Армбрустер и команда физиков из Общества исследования тяжелых ионов (GSI) в Дармштадте. Имя новорожденного: 110-й. Официальное объявление в прессе: в разделе сенсаций! РЕЦЕПТ 110-ГО. Берем ОДИН ИОН НИКЕЛЯ с 62-компонетным ядром (28 протонов, 34 нейтрона) и, выстрелив им в ОДИН АТОМ СВИНЦА с ядром из 208 нуклонов (82 протона, 126 нейтронов), получаем — в случае точного попадания — ОДНО АТОМНОЕ ЯДРО из 110 протонов (28 + 82) и 160 нейтронов (34 +126). Когда указанное 270-компонентное ядро теряет ОДИН НЕЙТРОН, то возникает зарегистрированный в Дармштадте НОВЫЙ ЭЛЕМЕНТ, имеющий в ядре 110 протонов и 159 нейтронов (заметить его удается благодаря специфической цепочке альфа-распа-дов). ПРИМЕЧАНИЕ: если взять более тяжелый ион никеля, получается изотоп со 110 протонами и 161 нейтроном в ядре. РЕЦЕПТ 111 -ГО. Берем ОДИН ТЯЖЕЛЫЙ ИОН НИКЕЛЯ с 36 нейтронами и ОДИН АТОМ ВИСМУТА (83 протона, 126 нейтронов) в качестве мишени. Повторяем процедуру... Бурные споры о том, кого удостоить лаврами первооткрывателей очередного элемента, разгорелись еще в 1970 х когда ведущими институтами были Беркли (Калифорния) и Дубна (Подмосковье). «Русские и американские колле ги наперебой сообщали о своих открытиях, однако подлинные доказательства предъявлялись, ли свои эксперименты. И старания их увенчались победой: 9 ноября 1994 г. явился на свет 110-й элемент, а 8 декабря -111-й. Успех команды Армбрустера зиждется на достойной материальной базе. Это прежде всего универсальный линейный ускоритель UNILAC (Universal Linear Accelerator): он способен разогнать до околосветовых скоростей даже тяжелые ионы урана, причем — благодаря недавно разработанному высоковольтному предускори-телю — создает пучок частиц высокой интенсивности и чрезвычайно точно сфокусированный. Уникальная установка — скоростной фильтр SHIP (Separator for Heavy Ion Reaction Products), как явствует из названия, сортирует продукты реакции посредством изощренных комбинаций отклоняющих полей — электрических и магнитных, пропуская лишь атомные ядра с заранее заданной массой и скоростью и отбрасывая прочь нежелательные. Разработанная в середине 70 х Готфридом Мюнценбергом из GSI в содружестве с физиками Гисенского университета, она убедительно доказала свое превосходство над газонаполненными камерами, что используют с той же целью в Беркли и Дубне (последние пропускают часть «мусора», который и создает в детекторе повышенный фоновый шум, за рудняю-щий идентификацию нового элемента). Детектор частиц, также весьма значительно усовершенствованный за последние 10 лет, представляет собой счетчик частиц, установленный в конце коридора, по которому летят от-сепарирова ные продукты реакции. Он регистрирует количество частиц, их энергию и положение в пучке, а кроме того, ядра гелия, покидающие тяжелое ядро в каскаде альфа-распадов. Новейшая версия детектора фиксирует даже те продук ы распада, что улетают назад, в сторону мишени. По всем этим данным тут же проводится компьютерная реконструкция исходного ядра; если его параметры совпадают с параметрами искомого элемента, компью ер немедленно выдает соответствующую распе атку. Благодаря автоматической программе управ ления и обработки данных у дармштадтских фи зиков настала истинно райская жизнь1 «Десять лет назад приходилось и днем, и ночью по сменному графику контролировать аппаратуру — вспоминает Хофман. — Теперь мы просматри ваем выданную компьютером и формацию всего за несколько часов». Блестящий эксперимент 1994-го, подаривший науке два новых элемента, длился всего-то 3 месяца... «Получать ядра тяжелых элементов могут и другие лаборатории, но подлинное искусство заключается в том что бь однозначно подтвердить их присутс вие» — так без ложной скромности высказался Хофман о достижениях своей команды. В эксперименте с110ми111-м элементами UNILAC работал вполсилы. Легкие ядра никеля разгон яли до скорости, составляющей лишь несколько процентов световой, — зтого вполне до-статоч о чтобы те аккуратно вошли в ядра атомов мишени помещенной на противоположном конце 120-метрового ускорителя. Для син еза 110-го требовалась, как мы помним, свинцовая мишень. Чтобы i оворожден-ные тяжелые ядра (обладатели 269 или 271 нуклона) не зас ряли в свинце, эксперимента оры решит и испробовать тончаишие пленки из углерода, покрытые слоем металла толщиной не более нескольких микрометров. Однако е оказались настолько чувствительны, что при непре фильтра SHIP, который пропускает к детектору только ядра с нужным количеством протонов и нейтронов. Новейшая модель детектора регис рирует положение и время существования искомых ядер и отслеживает ▼ проду ты их распада. Специалисты из Дармштадта обнаружи и 11 атомов 110-го элемента и три атома 111-го. как правило, нашим Общее вом — замечает доктор Зигурд Хофман из дармштадтской команды (числом семь человек, включая Питера Армбрустера). С 1982-го по 1984-й экспериментаторам GSI удалось расширить периодическую систему Менделеева на три клетки, вписав в них номера 107, 108 и 109 (в 1992-м Армбрустер, выступая перед собранием влиятельных политических деятелей, окрестил новые элементы ни ьсборием гассием и майтнерием соответственно). Нацелившись на более тяжелые элементы, дарм-штадцы 10 лет усовершенствовали и шлифова- Виктор Нинов из великолепной семерки Дармштадта демонстрирует •<гвоздь программы»: мишень из восьми углеродных пленок со сверхтонким свинцовым или висмутовым покрытием. Компьютерная модель ^ работы скоростного ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 6 ' 9 5 14 |
