Прорыв в фундаментальной ядерной физике – в Центре Исследований тяжелых ионов Общества Гельмгольца (GSI Helmholtz Centre for Heavy Ion Research) в Германии удалось измерить атомную массу трансуранового элемента нобелия (No) - Гранит науки - 2010-02-17

У микрофона Марина Аствацатурян!

Элемент нобелий в природе не существует, это один из 20 полученных искусственным путем в ускорителях частиц элементов тяжелее урана, который является самым тяжелым из природных элементов. Ядро урана содержит 92 протона. У нобелия 102 протона. Для того чтобы научиться измерять массу таких трансурановых или сверхтяжелых элементов, их нужно не просто получить, но еще и продлить им жизнь, что является важной технической задачей. Полученные до сих пор трансурановые элементы существовали доли секунды. Метод прямого измерения массы сверхтяжелых элементов, разрабатываемый в дармштадском центре международной группой под руководством Михаэля Блока (Michael Block), поможет расширить представления об этих атомах и, по словам ученых, станет трамплином для достижения гипотетического «острова стабильности» - группы не открытых пока сверхтяжелых элементов, время полужизни которых гораздо больше, чем у урана. Число протонов у элементов «острова стабильности» должно быть близко к 120, нейтронов – к 184.

О первом непосредственном измерении атомной массы нобелия сообщает Nature (11 February 2010). Объект, т.е. атомы нобелия были получены обстрелом свинцовой мишени пучком изотопов кальция. При слиянии двух ядер – кальция и свинца – образовывались изотопы нобелия – 252No, 253No или 254No. Для того, чтобы продлить время их жизни, требовалось эти атомы замедлить, т.е. сделать так, чтобы они растеряли свою энергию движения в столкновениях с другими атомами. Такое торможение происходило в облаке нейтральных атомов гелия. После чего изотопы нобелия переводили в вакуумную камеру, находящуюся под воздействием сильного магнитного поля, в так называемую ловушку Пеннинга, которая представляет собой один из вариантов масс-анализатора. Здесь изотопы, являющиеся заряженными атомами, движутся по кругу, и по характеру этого движения определяется их масса. Погрешность измерения массы нобелия относительно теоретических расчетов составила 0,000005%. Чем точнее будет определяться масса сверхтяжелых элементов, тем вернее путь к легендарному «острову стабильности». Прежние представления о массе трансурановых элементов основывались на косвенных данных, получаемых детекторами продуктов распада этих короткоживущих искусственных атомов. В экспериментах по непосредственному измерению атомной массы нобелия участвовали, наряду с немецкими, итальянскими, испанскими и финскими физиками, российские ученые из Петербургского Института Ядерной Физики и Объединенного Института Ядерной физики в Дубне.