113-й элемент таблицы Менделеева: кому присудят открытие?

Японские учёные из физического центра RIKEN утверждают, что им удалось подтвердить получение 113-го элемента таблицы Менделеева.

Как сообщает Science, впервые команда под руководством Косуке Мориты (Kosuke Morita) синтезировала тяжёлый атом, ядро которого содержит 113 протонов и 165 нейтронов, в 2004 году.

А годом ранее российские учёные из Объединённого института ядерных исследований в Дубне и их американские коллеги из Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса (LLNL) получили такой же атом в ходе эксперимента по синтезу 115-го и 117-го элементов. Однако ни одно из этих открытий не было признано Международным союзом теоретической и прикладной химии (IUPAC).

Всё потому что учёные до сих пор не смогли объяснить (с точки зрения атомной физики), какие процессы происходят в их ускорителях при получении тех или иных элементов.

Напомним, что порядковый номер химических элементов определяется количеством протонов в их ядре. Элементы с атомными номерами выше 92 (последним в списке идёт уран) не могут существовать в природе. При этом элементы до фермия (атомный номер 100) можно получить в атомных реакторах, а более тяжёлые химические элементы производят на ускорителях частиц.

Японские исследователи с 2003 года пытались получить 113-й элемент на ускорителе в окрестностях Токио, бомбардируя мишень из висмута-209 пучком ионов цинка-70. Несмотря на то что эта операция повторялась 130 триллионов раз, лишь в отдельных случаях ядро цинка, пролетая с со скоростью, равной одной десятой скорости света, попадало в ядро висмута.

Зафиксировать это столкновение напрямую невозможно. Судить о произошедшем можно лишь по продуктам распада (полученный в столкновении атом разделяется на две меньшие части, которые впоследствии также распадаются). Настоящим успехом считается ситуация, когда образовавшееся в столкновении ядро выбрасывает альфа-частицы, которые улавливает детектор ускорителя.

Если учёным известны свойства продуктов происходящей реакции распада, то по анализу выделенных альфа-частиц они могут точно определить, что образовалось после бомбардировки, например, цинка висмутом. Раскрытие всего каскада распадов служит лучшим доказательством получения искомого элемента.

Команда Мориты за 9 лет зафиксировала три цепочки распада ― 23 июля 2004 года, 2 апреля 2005 года и 12 августа 2012 года. Время жизни ядра нового элемента составило от 0,3 до 4,9 миллисекунды. Как сообщается в издании Journal of the Physical Society of Japan, только в последнем случае исследователям удалось достоверно установить цепочку распада по выделенным альфа-частицам.

Теперь весь мир ждёт, какой вердикт вынесут специалисты IUPAC, признают ли они достижение японцев или нет.

Что касается российской группы учёных из подмосковной Дубны, то они в 2003 году сообщили о получении 113-го элемента при бомбардировке америция (атомный номер 95) ядрами кальция. Тогда проводились опыты с целью получения атомов 115-го элемента.

Позже, по утверждению учёных из России, они смогли получить в общей сложности 56 атомов нового элемента с пятью различными массами. Однако до сих пор им не удалось доказать своё право на открытие из-за отсутствия должного объяснения цепочки распада.

Руководитель этих работ Юрий Оганесян считает неэтичным обсуждать тему первенства до решения Международного союза теоретической и прикладной химии, но напоминает, что элементы с номерами 114 и 116 были признаны без демонстрации такой цепочки.

Добавим, что признание "первопроходцами" представителей Страны восходящего солнца, станет для Японии серьёзным научным достижением. Согласно существующей практике, лаборатория, первой подтвердившая получение нового элемента, имеет право выбрать ему имя. А это значит, что Морита и его коллеги могут стать первыми в Азии, кто удостоится такой чести.