Следующая задача - тетранейтрон

Со 2 по 4 сентября в Лаборатории ядерных реакций проходило рабочее совещание “Легкие экзотические ядра: структура и реакции”. Тематика совещания вызывала немалый интерес в научном сообществе - из 50 участников более 20 представляли научные центры и университеты Англии, Бельгии, Дании, Германии, Италии, Норвегии, России, Швеции, Японии. О проблематике совещания и его результатах рассказывает научный руководитель ЛЯР член-корреспондент РАН Юрий Цолакович ОГАНЕСЯН:

Всем известно, что ЛЯР занимается синтезом тяжелых элементов, пытаясь получить самые тяжелые ядра, которые только возможно. На самом деле область физики тяжелых ионов значительно шире, и тяжелые элементы являются только частью наших интересов. Доказательство этому – совещание “Легкие экзотические ядра”, где обсуждались самые легкие элементы, находящиеся в очень необычном состоянии (их принято называть экзотическими). Необычным здесь является то, что исследуется ядерная материя на границе стабильности (“гибели”), когда ее “перекармливают” нейтронами или протонами. Оказывается, что устроенная таким образом система пытается “выжить” любыми способами.

Если, например, перенасытить нейтронами ядро гелия (лития, бериллия – то есть, одних из самых легких в таблице Менделеева), то оно начинает расслаиваться и становится похожим на атом. В центре его плотная материя (так называемый “кор”), где протоны и нейтроны в разумном количестве и привычной плотности. А “лишние” нейтроны пребывают в окрестностях этого “кора” на довольно большом расстоянии – как электроны в обычном атоме. Их даже и называют “валентные нейтроны” по аналогии с электронами.

Исследование такой экзотической, сильно расслоенной материи – весьма необычная и заманчивая возможность для физиков. И несколько лет тому назад мы вторглись в эту область – хотя и далеко не первыми по времени, но, поставив себе задачу быть далеко не последними по результатам. Этому предшествовало тесное сотрудничество с крупными западными центрами: ГАНИЛ (Франция) и GSI (Германия). Мы поняли, что можем проводить многие эксперименты не хуже, а в чем-то и лучше, чем наши коллеги.

Начали развивать в Дубне базу для этих исследований: построили специальный сепаратор АКУЛИНА (аккуратная линия) и получили на нем пучки экзотических ядер (гелий-6, гелий-8) в таком количестве, что можно было исследовать уже реакции, вызванные пучками этих необычных ионов. Оказалось, что по интенсивности таких пучков мы занимаем передовые позиции. А аппаратурная база, которая была создана в ЛЯР в последние два года, позволила поставить довольно тонкие эксперименты. Исследования проводились сектором Г. М. Тер-Акопьяна, где работают много способных молодых физиков.

А дальше события стали развиваться очень быстро. В прошлом году на Международной школе по физике тяжелых ионов мы первый раз представили данные экспериментов, в которых ядра гелия-6 взаимодействовали с гелием-4, и два нейтрона, которые в гелии-6 “гуляют” вокруг ядра-кора гелия-4, “пересаживались” на другое ядро гелия-4, служившее мишенью. Что из себя представляют нейтроны, которые “гуляют” в ядре гелия-6? Порознь они существуют или вместе? Оказалось – вместе. Таким образом, впервые был открыт динейтрон, который в природе не существует, но в присутствии ядра гелия-4 живет бесконечно долго в ядерном масштабе времени.

Когда мы доложили эти результаты, они вызвали большой интерес в среде физиков. Это привело к более тесному сотрудничеству с теоретиками – как нашими, так и зарубежными, которые сейчас работают в очень хорошем творческом контакте.

Пока теоретики делали расчеты, мы получили на установке пучок гелия-8, где вокруг “кора” – гелия-4 “гуляют” уже 4 нейтрона. Что они из себя представляют: две пары, то есть два динейтрона, или одно целое – “тетранейтрон”? Итак, следующая наша задача – поиск “тетранейтрона”.

Первый, пробный эксперимент по поиску этой частицы был закончен в ЛЯР недавно, он оказался довольно трудным, но мы поняли, что можем это сделать. К этой проблеме подступались многие, но мы сегодня, видимо, наиболее близки к ее решению.

“Перед боем” – следующим циклом экспериментов – мы решили собрать рабочее совещание, на которое пригласить и специалистов из других научных центров. Предполагали, что это будет 10-12 человек, которые сядут за стол в моем кабинете и поведут обсуждение. Но оказалось, что интересующихся темой семинара и желающих участвовать в дискуссии – гораздо больше. Более 50 человек участвовало в совещании, из них 22 приехали из-за рубежа, так что получился достаточно представительный международный симпозиум.

В завершающий день, 4 сентября, прошла большая общая дискуссия. Мы поняли, где сейчас в своих исследованиях находимся, на что способны, как можем разумно распределить свои силы, чтобы в столь широком международном сотрудничестве не дублировать, а дополнять усилия друг друга.

Думаю, что в итоге прошедшего совещания мои коллеги, так же как и я, получили новый творческий импульс, новые силы, и это позволит нам успешно провести эксперимент, который начнется во второй половине сентября.

Беседовала Анна АЛТЫНОВА