«Мы приблизились к границам применимости периодического закона»

Интервью с академиком РАН Ю.Ц.Оганесяном, Лаборатория ядерных реакций имени Г.Н.Флёрова Объединенного института ядерных исследований (Дубна, Россия).

Полностью эксклюзивное интервью Ю.Ц.Оганесяна читайте в февральском номере журнала «Природа».

Накануне торжественного открытия Международного года Периодической таблицы химических элементов академик Ю.Ц.Оганесян рассказал редактору «Природы» о выводах, сделанных учеными при исследовании свойств сверхтяжелых элементов, и о своем видении перспектив работы Фабрики сверхтяжелых элементов.

Юрий Цолакович, почему юбилей открытия периодического закона так важен для всего мира? И что он означает для Вас, для Ваших коллег: это — праздник, подтверждение высокой роли естественнонаучного сообщества? Мемориальный год (как его часто называют в печати) поможет решить перспективные научные задачи?

Мы говорим о событии действительно важном и экстраординарном. Открытие 150-летней давности актуально и сегодня, что случается нечасто. Периодическая таблица химических элементов, которую называют «иконой химиков», в XXI в. ставит задачи на переднем крае науки. Крупнейшие ядерные центры России, США, Германии, Японии, Франции, Китая включают в свои основные программы синтез и исследование новых химических элементов, обсуждают границы Периодической таблицы и пределы применимости периодического закона. На разработку таких тем тратятся значительные средства, создаются новые лаборатории, строятся новые установки, ускорительные комплексы. С этим связаны большие планы разных научных групп, работающих многие годы в тесном международном сотрудничестве. Во всем мире проводятся симпозиумы, конференции, посвященные Периодической системе элементов, которая и спустя полтора века продолжает волновать исследователей всего мира.

Все это свидетельство того, что темой Международного года стало явление неординарное. Мы и сегодня ищем ответы на вопросы, которые перед нами ставит Периодическая таблица химических элементов.

Периодическая таблица химических элементов

В таком случае «мемориальный» — неподходящее слово. Расскажите, пожалуйста, подробнее об актуальных вопросах, связанных с Периодической таблицей. Речь идет о свойствах новых химических элементов?

Прежде чем дальше вести нашу беседу, позвольте мне ознакомить читателей журнала с общим положением дел в области, которую мы будем обсуждать.

Из планетарной модели атома Э.Резерфорда (1911) мы знаем, что атом состоит из плотного ядра (в котором сосредоточена практически вся его масса и весь его положительный заряд) и электронов, двигающихся вокруг ядра на большом расстоянии. Ядро, в свою очередь, состоит из протонов и нейтронов, близко расположенных друг к другу. Их связь возникает под действием короткодействующих ядерных сил, нам пока неизвестных. Строгой теории сильных взаимодействий нет. Поэтому описание ядерной материи базируется на различных теоретических моделях. Их области применения ограниченны, и предсказания могут сильно отличаться друг от друга.

Наоборот, электромагнитные силы, хотя и в сотни раз слабее ядерных, дальнодействующие, нам хорошо известны. Поэтому описание движения электронов вокруг зарядового центра (ядра атома) базируется на строгой теории — квантовой электродинамике. Свое начало эта наука берет еще от модели атома Н.Бора (1913), уравнения движения электрона в электрическом поле П.Дирака (1925), последующих работ Д.Хартри, В.А.Фока и др. В рамках квантовой электродинамики таблицу Менделеева можно рассчитать в детальных подробностях, что делалось неоднократно в так называемом нерелятивистском приближении, вплоть до элемента с атомным номером 172.

Поэтому ответ на вопросы, сколько может быть элементов в Периодической таблице и как определяются ее границы, мы должны дать с двух позиций — ядерной физики и атомной физики. Попытаемся это сделать.

Продолжение следует. 
Полностью эксклюзивное интервью Ю.Ц.Оганесяна читайте в февральском номере журнала «Природа».
Приобрести номера журнала «Природа» можно в сети магазинов «Академкнига».

 

  • Ю.Ц.Оганесян. Здесь и далее фото из фотоархива Объединенного института ядерных исследований
  • Ускоритель ДЦ-280 — базовая установка Фабрики сверхтяжелых элементов
  • Карта изотопов с островом стабильности в правом верхнем углу
  • Г.Н.Флёров и Ю.Ц.Оганесян. Конец 1980-х годов
  • Ю.Ц.Оганесян на пресс-конференции, посвященной присвоению названий новым элементам Периодической системы элементов Д.И.Менделеева, в Лаборатории ядерных реакций имени Г.Н.Флёрова. 12 декабря 2016 г.