Горизонты научного поиска

C 27 мая по 1 июня в Объединенном институте ядерных исследований проходила VII Международная школа-семинар по физике тяжелых ионов. О ее итогах мы попросили рассказать ученого секретаря школы Румяну Калпакчиеву.

Школа-семинар по физике тяжелых ионов организуется Лабораторией ядерных реакций традиционно каждые 3-5 лет. Председателем организационного комитета является член-корреспондент РАН, научный руководитель ЛЯР, Ю.Ц.Оганесян. Научная программа у школы-семинара традиционна:

Два дня конференции были посвящены проблеме тяжелых и сверхтяжелых ядер, которая, можно сказать, является для лаборатории основной. Здесь, как известно, в последние три года были синтезированы элементы с атомными номерами 114 и 116, сейчас идет эксперимент по синтезу 118-го. Это не могло не привлечь внимание коллег из других научных центров, поскольку подобные эксперименты ведутся также в Германии, Франции и Японии. В связи с этим одна из сессий была проведена в ЛЯР, где с докладами выступили Ю.Ц.Оганесян, М.Г.Иткис и Г.Г.Гульбекян, а наши гости познакомились с установками лаборатории и с состоянием дел по проекту ускорения радиоактивных пучков DRIBs. На конференции дискутировались вопросы механизма ядерных реакций при разных энергиях (слияние-деление, квазиделение, фрагментация). Существенный прогресс наблюдался и в теории с получением новых экспериментальных данных, полученных при использовании сложных детектирующих систем.

Что касается химических исследований тяжелых ядер, видно, что основное внимание приковано к изучению свойств элементов 112-114. Особое внимание теперь привлекает деление как источник нейтроноизбыточных изотопов средней массы в районе криптона, ксенона, олова (особенно олова-132). Интерес вызвали и результаты, касающиеся самого начала периодической системы, - это структура ядер очень легких элементов - водорода, гелия, бериллия, углерода, - особенно тех, что расположены на границе нуклонной стабильности. В этой области ядер получены новые сверхнейтроноизбыточные ядра, изучаются также их свойства и моды распада.

Надо заметить, что многие области физики тяжелых ионов не были включены в программу. Мы планируем это сделать на следующей конференции, которая состоится в июне 2003 года в Москве - это 8-я международная конференция по ядро-ядерным столкновениям.

В общей сложности, в школе-семинаре приняли участие около 190 физиков из Бельгии, Великобритании, Германии, Египта, Израиля, Индии, Испании, Италии, Казахстана, Китая, Польши, России, Румынии, Словакии, США, Украины, Финляндии, Франции, Чехии, Швейцарии, Японии и ОИЯИ. С докладами выступили 68 человек, 16 - из ОИЯИ. Была проведена и стендовая сессия, на которой представлено около 40 сообщений.

Можно добавить, что многих из участников мы знаем по совместным работам или по их участию в наших предыдущих конференциях. Многие приехали в первый раз, и хотелось бы надеяться, что им в Дубне понравилось. Самое главное, как среди участников, так и среди докладчиков было много молодых людей.

Слово - участникам школы-семинара

В сфере общих интересов
Юичиро Нагаме, Японский институт исследований по атомной энергии:
- В Дубне я впервые, и в России тоже. У себя на родине я занимаюсь химией трансактинидов. Исследование свойств тяжелых элементов - основная область наших интересов. В последнее время мы изучаем химию 104-го элемента. Как вы знаете, существует периодическая система. Для одной и той же группы свойства элементов схожи. Однако в случае с тяжелыми элементами свойства могут существенно отличаться. Это предсказано теоретическими расчетами, а мы пытаемся доказать экспериментально. Для этого мы облучаем мишень из кюрия-248 пучком кислорода-18. В результате реакции получается 104-й элемент, и мы изучаем ионный обмен. В моем докладе представлены отличия свойств 104-го элемента от его гомологов. Об исследованиях, которые ведутся в ОИЯИ, я уже слышал, они для меня не новость. Я знаком с работами химиков Дубны. В настоящий момент мы занимаемся водной химией, но в планах - исследования в области газовой химии. Поэтому я хотел бы обратиться к Ю.Оганесяну и М.Иткису с предложением о сотрудничестве именно в этой области.

Лучшие ускорители и детекторы работают здесь
Марк СТОЙЕР и Кентон МУДИ, Ливерморская национальная лаборатория, США:
- Мы сюда приехали без новых результатов, - говорит М.Стойер, - докладов у нас нет. Мы будем участвовать в эксперименте по синтезу сверхтяжелых элементов в рамках давно существующей коллаборации. Она была создана еще академиком Г.Н.Флеровым и до сих пор успешно развивается. Синтез сверхтяжелых элементов составляет треть нашей программы. У нас несколько других крупных проектов. В частности, по аналитической химии тяжелых элементов и по исследованию окружающей среды после испытания ядерного оружия.

- Участие в эксперименте - только часть нашей деятельности в Дубне, - рассказывает К.Муди. - По всей видимости, мы будем сотрудничать и в разработке новых сепараторов для ЛЯР. Есть области, в которых мы являемся экспертами, и могли бы помочь. Вообще нам приходилось работать во многих научных центрах. Но мы считаем, что лучшие ускорители и сепараторы находятся здесь. Без этой техники невозможно ставить серьезные эксперименты. К тому же здесь выделяется достаточное время для экспериментов на пучке, больше, чем где-либо. И, конечно, нам интересно ознакомиться с опытом наших коллег. Прекрасно организованная школа-семинар дает эту возможность. Очень интересные доклады, много времени для дискуссий и обсуждений.

Ядерные полимеры - это новое слово в науке
Вольфрам фон ОЭРТЦЕН, Институт им. Хана-Майтнер, Берлин, Германия:
- Сейчас сотрудничество между нашим институтом и ОИЯИ ведется не в таком объеме, как лет 15 назад. В основном мы работаем с Лабораторией нейтронной физики, но и с ЛЯР поддерживаем отношения. Я приезжаю на школу по физике тяжелых ионов каждый раз. Сейчас я ознакомился с новой установкой КОМБАСС - для нас она представляет большой интерес. Мы занимаемся изучением ядерных молекул. Это система из двух ядер, связанных обменом частиц. Обычные молекулы обмениваются электронами, а те, о которых я буду рассказывать на семинаре, - нейтронами. У нас есть очень хороший пример - изотопы бериллия, где две альфа-частицы обмениваются нейтронами. Теперь мы располагаем данными, что существуют цепочки из трех альфа-частиц, их называют ядерными полимерами. Это новое слово в науке.

В нашем институте тоже есть ускоритель, но используется он большей частью в прикладных целях - для лечения рака, изготовления трековых мембран, для физики твердого тела. Очень интересная работа проводится у нас для Берлинского музея - с помощью протонов мы можем установить подлинность археологических находок - египетских саркофагов, монет. Для экспериментов в области ядерной физики он используется мало. И, возможно, в будущем, мы примем участие в эксперименте на установке в ЛЯР, о которой я говорил, потому что теперь в Дубне есть возможность работать с радиоактивными пучками. А интерес к таким исследованиям велик во всем мире.

Важная особенность, которую мне хотелось бы отметить, - здесь работает много молодых ученых. Наука в Западной Европе сейчас оказалась в стороне от интересов молодежи. Все думают о том, как и где побольше заработать, заполучить способного молодого человека в науку очень сложно.

"Ядерная радуга" - красивая физика
Алексей ОГЛОБЛИН, ГНЦ "Курчатовский институт", Москва:
- Связи наши с Дубной традиционны, постоянны, мы занимаемся несколькими проблемами. Например, то, о чем рассказывал профессор Г.Тер-Акопьян, - изучение ядра водорода-5 - проводилось в сотрудничестве с нами, японцами и французами. На семинар я представляю доклад о некоем явлении, которое мы называем "ядерная радуга". Это не только красивое слово, но и красивая физика. Явление похоже на оптическую радугу, которую каждый из нас видел. Если ядро представить как капельку ядерной жидкости, в ней падающие частицы преломляются и под определенным углом "сгущаются". Только спектра у нас нет, потому что мы работаем с частицами определенной энергии, как бы с одним цветом в случае обычной радуги. Теории оптической и ядерной радуги похожи. И самое главное для науки здесь то, что свойства ядерной радуги прямо связаны с показателем преломления ядерной материи. Так же как с показателем преломления воды в случае оптической радуги. Это позволяет изучать свойства ядерной материи и в перспективе получить уравнение ее состояния, как известно, самую главную характеристику любого вещества. Путь к этому еще долгий, но и сделано уже немало. К тому же у этого явления много приложений. Например, в одной из совместных с профессором фон Оэртценом работ мы получили массу нейтронной звезды.

Мы приближаемся к заветной цели
Вальтер ГРАЙНЕР, Университет Франкфурта-на-Майне, Институт теоретической физики, Германия:
- В своем докладе на семинаре я рассказывал о наших новых результатах и о том, как, по моему мнению, будет дальше развиваться ядерная физика, о расширении таблицы Менделеева, об открытии новых элементов. Большую роль в этом играют исследования, проводимые в Дубне. Сотрудничество с ЛЯР у нас ведется на протяжении 30 лет. Впервые в Дубне я был в 1970 году, потом сюда приезжала группа немецких студентов, и сам я два года работал в ОИЯИ. За это время развилась очень мощная коллаборация с Ю.Оганесяном, М.Иткисом и Г.Тер-Акопьяном. Я считаю, что вклад ЛЯР в науку - выдающийся, и сама лаборатория является одной из ведущих в мире. Как раз только что мы слушали доклад о прогрессе в области синтеза тяжелых элементов 114, 116, 118. Хочу сказать, что мы приближаемся к заветной цели. Такие результаты были нашей мечтой 30 лет назад. Достижения лаборатории признаны во всем мире. Наш университет 28 июня вручит Ю.Оганесяну диплом доктора phil nat honoris causa, это высшее признание деятельности ученого.

Решающий вклад Дубны
Нил РОУЛИ, Институт субатомных исследований, Страсбург, Франция:
- Я хочу сказать, что это очень серьезная школа-семинар, и участников гораздо больше, чем в предыдущие годы. Это отражение того интереса, который испытывают ученые мира, к физике, которая здесь делается. С момента последней школы были синтезированы 114 и 116 (или 118 все-таки?) элементы. Эти результаты очень важны для всей мировой науки.

Школу-семинар можно в каком-то смысле назвать локальным событием. Главное событие произойдет в следующем году - международный оргкомитет по проведению самой крупной конференции "Ядро-ядерные столкновения-2003", которая собирается раз в четыре года, решил проводить форум в Москве. И это свидетельство того, что международное научное сообщество видит Россию и особенно Дубну как центр, вносящий решающий вклад в этой области. Образно говоря, Россия является основным игроком в сборной.

На семинаре ощущается новая динамика в развитии физики тяжелых элементов. В Лаборатории ядерных реакций предпринимаются усилия для открытия еще более тяжелых элементов. Многие доклады отражали именно это направление. Если оставить немного в стороне физику тяжелых элементов, то революцией в современной физике является использование радиоактивных пучков. И ОИЯИ теперь имеет такие установки, которые создавались в рекордные сроки. Ученые, которые присутствуют здесь, заинтересованы в использовании таких пучков. Проект DRIBs, первая фаза которого будет работать на легких ядрах, и позволяет проследить дальнейшее развитие в этой области. И ОИЯИ, имея такую установку, опять будет ведущей силой.

Галина Мялковская, Румяна Калпакчиева, перевод Марины Морозовой