Взятие сто четвертого

НА ПУТИ К СТО ШЕСТОМУ

Ну-с, а что там на очереди? 106-й? В таком случае, вперед — к 106-му! Иным казалось тогда, что лозунг реалистичен, что можно, не задумываясь, его осуществлять, что новый элемент почти без боя ляжет к ногам победителей. Увы, заблуждение остается заблуждением, даже если подкреплено отвагой и уверенностью в успехе. И дело было не столько в технических сложностях, сколько в общей ситуации, сложившейся на «трансурановом направлении».

Ученые давно заметили тенденцию к уменьшению времени жизни трансуранов по мере их утяжеления: 98-й жил десятки лет, 99-й — десятки дней, 102-й — минуты, 104-й — десятые доли секунды, а сто «какой-нибудь», судя по всему, должен был существовать не более десяти в минус двадцатой степени лет — то есть, короче мгновения. Элементы, имеющие атомный номер до ста, хоть были «увидены» и «взвешены», но все последующие оставляли невесомые следы своего бытия или единичные атомы.

В свое время, нацелившись на 104-й, ляровцы реально представляли себе синтез 105-го и некоторым образом рассчитывали на 106-й. Теперь же, когда 106-й «встал в повестку дня», когда конечная цель приблизилась, они, будучи настоящими учеными, естественно, притормозили, задумавшись о перспективе.

Какова же она? Тщательные исследования по 104-му показали, что даже нечетные изотопы, эти «долгожители» по сравнению с четными, испытывают спонтанное деление, — вот вам и перспектива! Время жизни ядра, начиная с какого-то атомного номера, могло оказаться короче времени, необходимого для формирования его электронной «шубы»: ядро умрет раньше, чем родится! Ни получить его, ни зафиксировать, ни исследовать будет невозможно, и разговор о его химических свойствах станет абсурдным.

Катастрофа? Мы подошли к пределу стабильности?

Дальнейший синтез трансуранов лишается смысла? И надо перенацеливать циклотрон на решение других задач, а 106-й считать своей «лебединой песней»? Примерно такие вопросы встали перед ляровцами.

Образно говоря, физики-экспериментаторы вышли на крутой берег науки, с которого увидели бескрайнее море нестабильности. И задумались: как пускаться теперь в дальнее плавание? Пока шли твердой почвой, душа была спокойной, — а у моря свои законы, их надо знать, и по морю не очень-то поплаваешь без карты с обозначением рифов, подводных течений и опорных островов. Как же прикажете относиться к 106-му? Это «последний на берегу» или, быть может, «первый опорный в море»?

Курс кораблям рассчитывают штурманы. Но наука — необычный корабль, находящийся в необычном плавании. То опыт шагает впереди теории, давая ей пищу для размышлений, то гипотеза, построенная на основании эксперимента, прокладывает курс дальше, чтобы вновь подтвердиться (или опровергнуться) опытом.

Не пришел ли момент, когда теории следовало сказать свое слово? Без вмешательства теоретиков ляровцы могли, но не хотели бросаться сломя голову на 106-й, потому что надеялись получить не только синицу в руки, но и журавля в небе. Это не значит, конечно, что Флеров дал отбой по всем линиям поиска нового элемента, зачехлил циклотрон и распустил сотрудников на каникулы. Дело продолжало делаться с прежним энтузиазмом, лаборатория готовилась к решающему штурму, однако мысль, сидящую на мели, необходимо было сдвинуть.

Ядерная физика — сравнительно молодая область науки, существующая всего несколько десятилетий. За это время ученые накопили огромную информацию о ядерных свойствах изотопов различных элементов. Однако атомное ядро — столь сложный объект, что до сих пор еще не удалось создать единой теории, объясняющей и описывающей все свойства полутора тысяч известных ныне ядер. Не установлены пока и общие закономерности, которым подчиняются ядра по мере движения от легких к тяжелым. Видны только провалы энергии — почему, отчего?

Да, не все ядра одинаково стабильны. Некоторые, перегруженные нейтронами и протонами, испытывают радиоактивный распад. С увеличением атомного номера элемента ядра становятся все более неустойчивыми, а жизнь их — короче…

Но что заметили физики? Они давно уже заметили, что в природе встречаются ядра, нейтроны и протоны которых так хорошо «упакованы», что силы, обычно их разрушающие, оказываются несостоятельными. У таких ядер по сравнению с «рыхлыми» более сферическая внешность, но не это главное, а то, что количество нейтронов или протонов соответствует определенному ряду чисел, а именно: 2, 8, 20, 28, 50, 82 и 126!

Мистика, да и только!

Впрочем, так ли уж это мистично? В каждом тяжелом ядре происходит противоборство сил, стремящихся, с одной стороны, разрушить ядро, а с другой — сохранить. Эти силы — кулоновская сила отталкивания и ядерная сила сцепления — громадны, а разница между ними, дающая возможность либо погубить ядро, либо сохранить его, ничтожна. Если угодно — капля, то ли переполняющая, то ли не дополняющая чашу, всего-то! «Магическое» число протонов и нейтронов и можно считать «каплей», стабилизирующей ядро.

Известный американский физик Ричард Фейнман однажды сказал, что понять — значит привыкнуть и научиться использовать. К странному ряду чисел со временем привыкли, дали им официальное имя «магических», а затем подумали, как бы ими воспользоваться. Прежде всего решили узнать, в какой степени и одинаково ли стабильны ядра, составленные из магического числа протонов и нейтронов. Оказалось — не Одинаково. Самыми стабильными, а практически вечными, были такие, в которых и количество нейтронов, и количество протонов равнялось магическому числу. Их было не много. Например, кислород — 8 и 8, кальций — 20 и 20, свинец — 82 и 126. Всем этим ядрам дали название «двойные маги» и с сожалением констатировали, что трансураны приходятся как раз на область, весьма отдаленную от ближайшего к ним «двойного мага» — свинца, и чем дальше от него, тем меньшей становится их жизнеспособность, тем трудней находить их в природе и синтезировать.

Вопрос, таким образом, упирался уже не в то, есть 106-й элемент или его нет, а где находится «конец жизни» ядерной материи. Получалось, что смысла синтезировать ядра за пределами 106-го вроде бы не было.

Ужасно безысходно, не правда ли?

Общая картина, как понимает читатель, выглядела пессимистично. Дело, разумеется, было не в том, что ляровцы боялись остаться «без работы», и не в том, что море нестабильности, лишенное берегов, могло восприниматься ими как чрезвычайно унылая картина.

Научное воображение физиков не пострадало бы и в том случае, если бы удалось доказать наличие стабильности, и в том, если бы кто-то доказал, что стабильность отсутствует.

Мучила неопределенность.

И вот тут-то теоретики, от которых с таким нетерпением ждали вестей, обратились сами к себе с внешне наивным и одновременно замечательным вопросом: а почему бы не предположить, что в районе следующего магического числа, стоящего за 82, не обнаружится стабильность? Этим следующим числом было 126: именно такое количество нейтронов в свинце делало его «двойным магом», а практическая «вечность» свинца делала цифру 126 магической. Увы, элемента со 126-ю протонами пока еще никто «в глаза» не видел: таблица Менделеева заполнена сегодня, как мы знаем, всего лишь до 105-й клетки. Ну что ж, уважаемые экспериментаторы, как бы сказали теоретики, давайте пробуйте синтезировать! Подтверждайте нашу гипотезу или опровергайте ее! Дело за вами! А вдруг?!

Но нет, не говорили так теоретики, это было бы слишком просто, и ляровцев подобная «карта» не устраивала, тем более, что они сами догадывались: в районе 126-го элемента может оказаться «остров стабильности». Это предсказание мало чего стоило, потому что не содержало ответа на самый важный вопрос: как поведет себя элемент в связи со спонтанным, то есть самопроизвольным, делением? Ну, предположим, удастся синтезировать 126-й, у которого 126 протонов и, предположим, 184 нейтрона, — вы думаете, это будет «двойной маг», вечный и стабильный? Ничуть! Он может легко развалиться, как разваливаются железные гантели, когда ими забивают гвозди. Чтобы выяснить, насколько 126-й стабилен к различным типам распада, в том числе спонтанного, чтобы определить, как этот элемент — и другие подобные ему «маги» — поведут себя, столкнувшись с делением вне всяких норм и правил, надо заранее изучить свойства и качества всех известных до настоящего времени трансуранов.

«Всех известных»! — да много ли их? В этом смысле «материала» у теоретиков было чуть-чуть, всего лишь два десятка изотопов от 100-го до 105-го элементов. Между тем чем ближе к барьеру стабильности — ну хоть бы еще 106-й, 107-й и 108-й элементы! — тем вернее был бы прогноз относительно 126-го!

Не буду утомлять читателя излишними подробностями, скажу главное: советский физик-теоретик Вилен Митрофанович Струтинский все же дал экспериментаторам «карту» в руки. Он выдвинул такую гипотезу; надо исходить из того, что стабильность связана с внутренними свойствами ядер, которые не одинаковы даже у соседних изотопов одного и того же элемента. Особенность свойств такова, что ядро, оказавшись на пределе стабильности, то есть в экстремальном состоянии, способно мобилизовать все свои силы во имя сохранения жизни материи. Здесь вполне допустима — разумеется, весьма условная — аналогия с людьми: попав в стрессовое состояние, человек обнаруживает у себя замечательные способности быстро бегать, далеко прыгать, поднимать невероятные тяжести и так далее, чтобы ликвидировать угрозу смерти.

Детально изучив природу спонтанного деления уже известных ядер, Струтинский, кроме того, пришел к выводу, что истинно стабильным, иными словами — «двойным магом», должен быть не 126-й элемент, а 114-й: в его районе и должен находиться «остров стабильности».

Идея Струтинского, давшая и общее направление экспериментаторам, и точный адрес первого поиска, предотвращала намечавшуюся катастрофу с синтезом трансуранов. Она освещала дополнительным смыслом взятие 106-го, превращая его не в заключительный прыжок из серии «тройного», а в первый.

Три с половиной года, начиная с 1970-го, 106-й не давался им в руки. То, что запросто выходило на бумаге — мишень из кюрия-96 бомбить частицами неона-10, и все дела! — в действительности оказалось куда сложнее. Портил погоду кюрий: он спонтанно делился без всякой бомбардировки, потому что был очень радиоактивен, и давал такой ужасающий фон, в котором, как в тумане, ничего невозможно было разглядеть. Кстати, у американцев, тоже приступивших к синтезу 106-го, но пользующихся калифорнием и кислородом, тоже возникла серьезная трудность: не хватало мощности ускорителя.

И тем и другим пришлось умерить шаг и тащиться вверх «по ступенькам», совершенствуя аппаратуру, очищаясь от фона и повышая чувствительность регистраторов. На эту ювелирную работу уходили месяцы, могли уйти годы, и не исключалась ситуация, при которой и мы, и наши конкуренты сумели бы постепенно подготовиться к открытию, и вопрос был бы не только в том, кто первым синтезирует 106-й, а кто рискнет объявить о его синтезе с предъявлением достаточных доказательств.

Нужен был «лифт»! — какое-то принципиально новое решение, способное сразу вознести ляровцев на верхний этаж. Оганесян стал думать о том, как бы извечный недостаток — облегченность мишеней — превратить в достоинство. В самом деле, чем легче мишень, тем слабее радиоактивность элемента, из которого она сделана, и, стало быть, тем чище фон, — разве это плохо? Взять, к примеру, уран-92 да и бомбить его тяжелыми частицами кремния-14,— вот вам и успех!

Низкая радиоактивность и благоприятный фон — это, конечно, замечательно. Но, с другой стороны, тогда резко уменьшится «выход продукции», то есть вероятность образования новых ядер. Кого устроит, положим, один атом в неделю? Впрочем, вовсе не исключено, что это тот самый случай, когда «лучше меньше, да лучше»?..

Дальнейший ход мыслей Оганесяна был примерно такой. Когда сталкиваются и сливаются воедино два ядра, третье, полученное в результате реакции, получает излишек энергии и немедленно возбуждается. Из-за этого возбуждения — а точнее говоря, «нагретости» — ядра и гибнут, не успев «отметиться» на счетчиках приборов. Правда, эту избыточную энергию могут унести нуклоны, которые испаряются из ядра аналогично испарению воды.

Но тут начинается неизбежная конкуренция: в 99 случаях ядро спонтанно разделится и погибнет, и только в одном случае испустит нуклон, сохранив себе жизнь. А если, чтобы избавиться от всего излишка энергии, потребуется сбросить не один, а пять «лишних» нейтронов? Повторять процесс? Что тогда останется?

Плохи дела. Их можно поправить, если… — сейчас я скажу, что следует за «если», и читателю решение покажется элементарно простым, как все, что узнаешь «потом», но, дабы представить себе эту обманчивую «простоту», надо всего лишь попробовать предугадать ее заранее, вот и попробуйте предугадать, кто в этом деле понимает! — так вот, дела можно поправить, если в качестве мишени взять какой-нибудь «двойной маг»! Например, свинец. И облучить его тяжелыми частицами хрома. Тогда из двух совершенных систем получится одна несовершенная, то есть не обладающая избытком энергии! Это и будет то самое «охлажденное» ядро, которое, если угодно, можно брать голыми руками!

Вообще-то обманывать природу нельзя. Исходя из этого правила, реакция не должна была получиться. Но ляровцы все же попытали счастье. Начали они не со 106-го, а с уже опробированных элементов — с 100-го и 104-го. Сначала свинец-82 бомбили аргоном-18 — и все прекрасно вышло! Тогда пустили в дело еще более тяжелые частицы титана-22 — и три изотопа 104-го явились наградой за дерзость. Значит, избранный путь верен!

Стала видна система, в которую хорошо укладывался 106-й, полностью прояснялась методика его получения.

Начались увлекательные, при этом изнурительные, иногда разочаровывающие, а чаще обнадеживающие опыты. «Лифт» понес наших героев наверх.

1 августа 1974 года центральные газеты сообщили, что группой Флерова синтезирован 106-й элемент таблицы Менделеева. Между открытием 106-го и открытием 104-го миновало, таким образом, десятилетие. Много это или мало? Смотря с какой стороны считать. Десять лет вперед кажутся нам чуть ли не вечностью, а десять лет назад — мгновением. Только вчера я был в Дубне, в которой оставил свое сердце, собираясь когда-нибудь за ним поехать. И вот еду — сегодня. Сутки прошли. Неужто годы?!

Боюсь сглазить, уважаемый читатель, но, кажется, я журналист счастливой судьбы: не каждому из моих коллег выпадает достойный повод вернуться к старым героям десять лет спустя и вновь написать о них…

Так вот представьте: та же «молния» указала мне поворот к институту, и по той же бетонке я прокатился последний отрезок пути, и поселили меня в той же гостинице с тонкими гравюрами в номерах, и так же на улицах стояли велосипеды, и публика гуляла по набережной примерно с тем же набором возрастов — поразительная внешняя устойчивость! Будто время специально пощадило Дубну, чтобы не трогать моих добрых старых воспоминаний. Декорация прекрасного спектакля, который я наблюдал здесь много лет назад, казалась мне неизменной.

Однако я понимал, что действующие лица новой «драмы идей», хочу я того или не хочу, все же вернут меня к реальности, потому что люди меняются куда заметнее и быстрей, чем города и бетонные дороги.

Да, при первой же встрече с авторами открытия я убедился в том, что молодые ученые, некогда называемые мною Юрами, Витями и Светами, приобрели отчества, без которых сегодня к ним не обратишься. И степени приобрели. Звания. Седину на висках. Обеспеченный быт. Собственных учеников, жаждущих повторить успех учителей. И в полном смысле слова мировое признание. Так, спрашивается, почему бы им не отказаться от изнурительной погони за 114-м и «островами стабильности»? Почему не насладиться покоем, честно заработанным?

Подобная постановка вопроса, как понимает читатель, реалистична, ведь с достоинством пережить славу и обеспеченность дано не каждому — потери вроде бы неизбежны. И между тем прошу войти вместе со мной в кабинет академика Флерова. Не ждите невероятностей: на столе, шкафах и подоконниках всего лишь коллекция из предметов довольно обыкновенных. Например, чучело совы. Оно добыто сотрудниками лаборатории в последней экспедиции на Землю Франца-Иосифа, когда «все мы, — сказал Флеров, — заболели идеей айсбергов». Каким образом айсберги оказались связанными с синтезом новых элементов, для нас, предположим, загадка, но понять, что ученые за десять минувших лет не утратили способности чем-то «болеть», мы в состоянии.

Деталь, к которой добавлю еще одну, не менее красноречивую. В длинном коридоре главного корпуса на какой- то двери — табличка: «Входить без стука!» Что за юморист? Студент-дипломник, не знающий, как израсходовать веселье? Ничего подобного. За дверью, в кабинете — сотрудник ЛЯРа, человек в годах, серьезный и основательный. Атмосфера…

Мы привыкли возрастом измерять человеческую жизнь, обеспокоенные проблемой долголетия. Но разве только годы людям «отпущены»? Каждому из нас дано на жизнь определенное количество смелости и честолюбия, и сколько-то энергии, и, предположим, тонна надежд, и не так уж много возможностей для риска, и считанная способность на озарение… Я вовсе не исключаю ситуации, при которой оптимизма может быть избыток, а годы уже на исходе, — что несравненно лучше, чем если бы лет впереди было много, а смысл их давно потерян.

С этой точки зрения «дебет» и «кредит» наших героев всегда был в порядке: время шло, а запасы «отпущенного» как бы не уменьшались. Почему? Читатель, надеюсь, и сам может ответить.

Во-первых, стиль работы, умение ставить перед собой научную задачу таким образом, чтобы она воспринималась не как финал, достигнув который без ног валишься на бровку, а как трамплин, с которого надо прыгать дальше и выше. Значит, коллектив живет, а не существует, горит, а не тлеет, движется, а не стоит на месте, а стимулы сохраняют свежесть, словно лежат в холодильнике.

Во-вторых, занимались они делом, при котором, если остановишься на секунду, отстанешь на годы и никакой «капитал» тебя не спасет.

Наконец, в-третьих: ляровцы, как это теперь знает читатель, многие годы находились в состоянии непрекращающейся борьбы за право называть себя авторами новых элементов. 104-й, по выражению Виктора Александровича Друина, «не давал нам скучать». «Но вы ему тоже», — сказал я, имея в виду бесконечные самопроверки. «А как же, — согласился Друин, — не без взаимности!»

Надеюсь, читатель убедился: ни одно открытие не делается «вдруг». Это, пожалуй, самый главный вывод из того, что мы узнали о физиках. За плечами сотрудников ЛЯРа, посягнувших на 106-й элемент, был синтез предыдущих трансуранов, были интереснейшие работы Оганесяна по исследованию механизма деления ядер, и работа Друина по альфа-распаду, и выход на использование легких мишеней в сочетании с тяжелыми частицами, была отлаженная, тонкая, чувствительная аппаратура, доведенная до совершенства, были опыт, знания, выносливость, самоотверженность, оптимизм и бескорыстие — все это, естественно, легло в фундамент поиска и открытия 106-го элемента.

Но не менее важно и то, что синтез 106-го был освещен перспективой синтеза 114-го, то есть высадкой на «остров стабильности».

Представьте себе, они почти без промедления могли бы осуществить попытку десанта: взять радий-88, разбомбить его ионами железа-26, и даже огорчиться, что ничего не вышло! Тогда они наверняка бы подумали о том, как бы в качестве мишени приспособить неодим-60 и обстрелять его частицами ксенона-54. Идея была бы прекрасная, но для ее осуществления недоставало «пустяка»: возможности разгонять тяжелейшие частицы ксенона — при условии, что нынешний ускоритель едва справляется с относительно легкими кремнием и железом. Строить более мощный? — тратить не месяцы, а годы. Что же придумать «на ходу»?

Думали, гадали, спорили, вдруг кто-то произнес: «Позвольте, у нас один циклотрон или два?» — «Что ты хочешь этим сказать? — ответили вопрошающему. — Ну, предположим, два: один классический, У-300, созданный еще в шестидесятом году, другой — изохронный, У-200, сделанный в шестьдесят восьмом. Но мощность каждого, ты же знаешь, не так велика, чтобы гонять частицы ксенона…» — «А если соединить?» — сказал этот «кто-то», персонифицировать которого сегодня невозможно, потому что, как утверждают ляровцы, «идея родилась из воздуха». Соединить циклотроны? Состыковать их? Сделать тандем? И почти вдвое увеличить мощность ускорителя?!

Попробовали. Почти никаких затрат, если не считать четырех месяцев напряженной работы всей лаборатории. Взяли неодим-60, разогнали ксенон-54, арифметически должен получиться 114-й, — но, увы, ничего не вышло… И вот тогда они вспомнили — впрочем, никогда и не забывали — свою же собственную идею «созидания во имя разрушения».

Итак, на что они рассчитывали? На то, что, ударив ксеноном-54 по урановой мишени, получат сначала 146-й элемент, а он, развалившись в ничтожную долю мгновения, даст пару осколков, причем ассиметричных, и один из них может оказаться стабильным осколком заветного «двойного мага» 114-го! И кто-то из ляровцев, на чью долю выпадет счастливое дежурство у циклотронов, воскликнет: «Земля!» — и первым ступит на твердую почву «острова стабильности».

Во всяком случае, синтез 106-го элемента и мы с вами, и сотрудники ЛЯРа можем расценивать сегодня не только как замечательное открытие само по себе, но и как начало «тройного прыжка», задуманного лабораторией.

Официально в препринте сказано так: «Синтез нейтронодефицитных изотопов фермия, курчатовия и элемента с атомным номером 106. Авторы: Ю. Ц. Оганесян, Ю. П. Третьяков, А. С. Ильинов, А. Г. Демин, А. А. Плеве, С. П. Третьякова, В. М. Плотко, М. И. Иванов, Н. Д. Данилов, Ю. С. Коротких, Г. Н. Флеров».

В сравнении со списком авторов 104-го, открытого десять лет назад, этот список содержит несколько новых фамилий. Так сказать, представителей третьего поколения — если вторым считать Оганесяна, Плотко, Плеве и Третьякову и если академик Флеров будет отнесен нами к первому.

О третьем поколении еще напишут, я не сомневаюсь. Но дело не в этом. Главное то, что можно надеяться: долгожданный возглас «Земля!» рано или поздно будет произнесен и будет услышан.