Изучение сверхтяжелых элементов таблицы Менделеева представляет огромный интерес для физики микромира. Ведущую роль тут играет их сложная структура из множества протонов, нейтронов и электронов, которая позволяет выявлять все новые особенности взаимодействий частиц на квантовом уровне. Ведущий отечественный и мировой ученый в этой области, академик и научный руководитель Лаборатории ядерных реакций имени Флерова ОИЯФ Юрий Оганесян добавляет к этому еще и поиск ответа на фундаментальный вопрос о границах нашего материального мира. Тут и не поспоришь, каждый физик хотел бы узнать, насколько сложными и большими могут быть атомы, понять природу их стабильности или нестабильности.
Особенно впечатляюще вопрос о сверхтяжелых элементах выглядит именно сейчас, ведь по прогнозам ученых близок тот момент, когда, наконец, удастся синтезировать в лабораториях новые стабильные сверхтяжелые химические элементы, которые в окружающей нас природе не наблюдаются. Такие атомы принадлежат гипотетическому Острову стабильности, области на карте изотопов с числом протонов большим 110.
Однако, сегодня Остров Стабильности пока не достигнут, а значит, ученые имеют дело с элементами, срок жизни которых крайне мал и исчисляется в лучшем случае секундами. Из-за таких временных ограничений особую актуальность имеют быстрые методы исследований атомов, в частности, атомная спектроскопия, которая позволяет с высокой точностью получить данные о строении электронных оболочек атомов. Но такой метод имеет существенный недостаток – соответствующий детектор уверенно работает только при наличии значительного количества атомов, в то время как сверхтяжелые элементы живут мало, а вырабатываются долго. Поэтому синтезировать одновременно достаточное количество атомов подчас невозможно, и говорить в этом случае об эффективности атомной спектроскопии нельзя. На практике все это выливается в ограничение – дальше элемента 102 атомная спектроскопия была до последнего времени неприменима ни в каком виде.
Поэтому неподдельный энтузиазм вызывает недавно презентованная концепция, которая обещает продвижение в область за 102-ым элементом. Эта новая идея появилась в рамках работы программы исследований и инноваций Horizon 2020 (ЕС) и получила название лазерно-резонансная хроматография (Laser Resonance Chromatography). Суть метода в изменении подхода к зондированию энергетических уровней. Если в обычной спектроскопии информацию о спектре мы получаем благодаря излучению, возникающему при переходах электронов с уровня на уровень, то здесь оценивается характерная скорость дрейфа возбужденного атома в сторону детектора. В таком подходе резко повышается различимость каждого отдельного атома, а значит, также радикально падает нужда в их большом количестве.
Конечно, такая методика тоже имеет существенные ограничения. Первое, что здесь приходит на ум, это невозможность оценить движение нормального электрически нейтрального атома, так как распознать по дрейфу можно только заряженную частицу. Однако, на мой взгляд, даже с учетом ограничений новый экспериментальный инструмент даст сильный толчок исследования. А значит, в ближайшем будущем нас ждут интересные новости в области радиохимии.
Мне важно Ваше мнение. Если нравится, ставьте лайк, подписывайтесь.
