Мудрость эксперимента - Борис Иванович Смагин

Здание, как и люди, в нем работающие, прочно стоит на земле, но что касается путешествия, то это, пожалуй, довольно точное определение смысла всей деятельности Лаборатории ядерных реакций Объединенного института ядерных исследований Дубны. Здесь расположилась одна из немногих в мире мастерских, где ученые создают — синтезируют различные изотопы — разновидности элементов периодической системы Менделеева.

Сравнительно недавно периодическая система была ограничена металлом за номером 92 — ураном, элементом, который приобрел столь большую, а в какой-то степени и мрачную популярность, так как послужил основой нового ядерного оружия.

Так началась эра атомной энергетики и, как своеобразное следствие новых достижений науки, время великих географических открытий на карте периодической системы, поскольку техническое освоение внутриядерных процессов оказалось связанным с созидательной работой. В ядерных реакторах во множестве рождались изотопы самых разнообразных представителей системы, в том числе и новых, по-видимому, никогда не существовавших на нашей планете. Так появились заурановые — трансурановые нептуний, плутоний, берклий, америций, кюрий, атомы которых объединяли в своих ядрах все большее количество частиц.

Капитальное ядро, окруженное легкой паутиной стремительных электронных орбит, — картина, ныне знакомая каждому школьнику.

Два рода частиц — нейтроны и положительно заряженные протоны уживаются в ядре, объединенные какими-то, до сих пор не очень ведомыми для физиков, силами.

Тяжелые ядра — своего рода капли, собравшие воедино множество частиц, образования капризные и не очень устойчивые. Ядерные силы уже не могут унять бурное кипение частичек ядра, поэтому капли — ядра тяжелых элементов подвержены непрерывному разрушению — они распадаются, они радиоактивны. А самые тяжелые из всех известных ядер неустойчивы настолько, что иногда разваливаются на две половинки, не только под действием внешних факторов, когда, например, проникшая в ядро новая частица вызывает его разрушение. Ядра делятся и самопроизвольно— спонтанно. И чем ядра тяжелее, тем они неустойчивее и, соответственно, тем короче их жизненный путь.

Вновь открываемые элементы — трансураны подтверждали это предположение, так как время их жизни уменьшалось в прямой пропорции с увеличением массы ядра. И физики решили, что эта тенденция приведет к своеобразному завершению периодической системы элементов, за которым простирается физическое и химическое «ничто».

«Пессимисты» отводили этому «конечному» элементу номер 110, «оптимисты» предполагали, что оканчивается периодическая система элементом 120-м или даже 125-м, но в том, что «конец системы» неминуем, разногласий не было. Так во всяком случае учили нас, студентов-физиков сороковых годов.

Столь категоричное утверждение просуществовало сравнительно недолго. Сейчас теоретики считают, что в море абсолютно недолговечных трансурановых элементов есть своеобразные «островки стабильности» — группы элементов, сохранивших свою самостоятельность на длительное время (в том, что они должны быть радиоактивны, никто не сомневается).

Ученые Лаборатории ядерных реакций, начав с синтеза первого элемента второй сотни периодической системы, менделевиума, постепенно и методично, в полном соответствии с логикой теоретической физики и практикой созданий новых изотопов в ускорителях, прошли путь до 106-го элемента. И вот уже несколько лет готовят они «десант» в глубину никем еще не изученной области стабильности, замахнувшись на целую группу от 110-го до 114-го элемента, собираются совершить прыжок в неизвестность.

Вот почему, когда ранним утром предстало передо мною парящее в тумане здание, мне пришло в голову сравнить его с самолетом, которому надо лететь в неведомые края, но неизвестно, есть ли там хоть какая-нибудь посадочная площадка.

Но директор лаборатории, ее организатор и бессменный руководитель, академик Георгий Николаевич Флеров, которого я дожидался в столь ранний час, зная, что он всегда приходит на работу первым, подобное сравнение решительно не одобрил.

— Красиво звучит, — сказал он. — Но неубедительно. Работать на авось нельзя — слишком дорогое удовольствие. Без убедительных причин никто не даст денег, и правильно сделает. Разумеется, поиски стабильных трансуранов нужны. Открытие островков стабильности даст качественно новый материал для теоретической ядерной химии и физики, так что игра безусловно стоит свеч. Мы никогда не ставим задач, решение которых тривиально. Это скучно. Но, с другой стороны, не пускаемся в путь без четко определенной программы.

Она может быть выражена по-разному. Вот, скажем, сейчас мы проникаем в новую область физики, где о точной теории и говорить не приходится, существуют лишь приблизительные прикидки. Можно считать их своего рода лоцией. Но есть главное: предвидение, способность угадать заранее, интуиция, если хотите. На таком пути исследователя всегда ожидают приятные сюрпризы. Так показал опыт нашей работы с Курчатовым, когда мы обнаружили самопроизвольное деление урана, а здесь, в Дубне, на пути к 104-му элементу наткнулись на новый тип радиоактивности. Однако все эти неожиданности были, так сказать, предопределены новой областью науки, на карте которой всегда есть островки неизвестности. Надо только суметь правильно выбрать свой путь и не сворачивать с него, какие бы трудности ни встретились по дороге. Так что в этом смысле ваш образ имеет некий смысл. Но цель и пути достижения ее должны быть четко определены с самого начала. Теория умна, кто спорит. Но и эксперимент должен быть не глупее. А сейчас с трансуранами решает только он: мы чувствуем, «что-то» есть. Чувствуем и знаем: найдем, несомненно найдем...

Что это — упорство, целеустремленность, дальновидный расчет, или та самая, не поддающаяся логическому анализу интуиция? Кто знает.

Двадцатилетний опыт работы Лаборатории говорит сам за себя. До сих пор у них «все получалось», хотя в скептиках не было недостатка.

Лаборатория ядерных реакций Дубны может считать своим прародителем небольшую группу, работавшую под руководством Игоря Васильевича Курчатова в 1939 году; тогда его молодые сотрудники Константин Петржак и Георгий Флеров сделали открытие, навсегда вписанное в историю физики. Путем скрупулезных ювелирных экспериментов они обнаружили спонтанное, иными словами, самопроизвольное деление ядер урана и других тяжелых элементов. В первых же опытах молодых ученых проявились особенности, ставшие впоследствии основой их экспериментального мастерства. А спонтанное деление сделалось основой созданного ими метода регистрации тяжелых ядер.

Однако ведет лаборатория свое «летосчисление» с 1954 года, когда восемь энтузиастов организовали в институте Курчатова группу синтеза трансурановых элементов второй сотни, расположенных за фермием, носящим номер 100. С тех пор минули двадцать с лишним лет. Группа превратилась в крупную лабораторию, фактически научно-исследовательский институт, где сейчас трудится около четырехсот человек.

История развития лаборатории отнюдь не хрестоматийна, поскольку традиции, стиль работы, экспериментальные методы и организационная структура — все это проходило проверку временем, прежде чем