Гимн современным алхимикам

Злосчастных алхимиков средневековья пытали по всем правилам испанской инквизиции и сжигали на кострах.

Современных «ядерных» алхимиков с почтением цитируют и награждают Нобелевскими премиями.

Те верили слишком во многое, не ведали, что творят. Их «теорией» были заклинания и молитвы да слепая убежденность в чудесных свойствах таинственного философского камня.

Эти не верят ни в бога, ни в черта. Они верят в силу человеческого разума и бесконечную изобретательность рук человеческих. Они признают добротную, строгую физическую теорию, где много физики, много математики и еще больше дерзких предположений и гипотез.

Алхимики наших дней хотят пробиться в область очень тяжелых элементов.

Но не уподобляются ли они строителям воздушных замков? Ведь только что мы упомянули, что для элементов с порядковыми номерами около 110 радиоактивность определяет более чем жесткие сроки существования.

Так‑то оно так, да не совсем. Великий датский физик Нильс Бор высказался однажды о пользе «сумасшедших» идей. Только они, по мнению ученого, способны перевернуть бытующие представления о мироздании.

Есть такие идеи и у создателей сверхтяжелых элементов. Только, пожалуй, «сумасшедшего» в этих идеях не больше, чем, скажем, в теории относительности. Они глубоко продуманы, имеют под собой прочный физический фундамент, выверены тщательными математическими расчетами.

И суть их такова: в области ядер с большими зарядами должны существовать своеобразные «островки устойчивости». Это не значит, что расположенные на них элементы вовсе не будут подвержены радиоактивному распаду. Они просто окажутся более живучими, чем соседи, и просуществуют такой отрезок времени, что удастся не только синтезировать эти элементы, но и исследовать их основные свойства.

Один из таких «островков» – элемент с порядковым номером 126.

Пока все это теория. Теперь дело за практикой. Как изготовить сто двадцать шестой?

Обычные методы ядерной химии бессильны. Ни нейтроны, ни дейтроны, ни альфа‑частицы, ни даже ионы легких элементов – аргона, неона, кислорода – здесь не помогут. Потому что нет подходящего элемента‑мишени. Все доступные слишком далеко отстоят от номера 126.

И приходится изобретать необычайные методы.

Вот какой оригинальный способ обсуждают сейчас ученые: обстрелять уран ураном. Разогнать ионы урана на специальном ускорителе и обрушить их потом на урановую мишень.

Что получится? Два ядра урана сольются в одно чудовищно сложное ядро. Уран несет заряд, равный 92. Значит, ядро‑гигант будет обладать зарядом 184. Оно не имеет не только возможности существовать, но даже права на существование. И моментально развалится на два осколка, с разными массами и разными зарядами. Весьма вероятно, что один из них окажется ядром с зарядом 126…

Такова идея. Было бы ошибкой не верить в то, что она осуществится. Ибо такова жизнь.

На краю Ойкумены

Когда это случится, неизвестно. Но случится. Человек одержит великую победу над природой, быть может, самую большую за всю свою историю.

Он научится управлять радиоактивностью. Неустойчивые элементы сумеет сделать устойчивыми. И наоборот, заставит распадаться самые что ни на есть прочные ядра.

Эту гипотезу пока не взяли на вооружение авторы научно‑фантастических романов. А ученые все еще недоуменно пожимают плечами: сейчас они еще не видят практических и теоретических путей к обузданию радиоактивной стихии.

Но мы убеждены, что когда‑нибудь эти пути будут найдены. Пусть самым неведомым способом. Таким же неведомым, как атомная электростанция для питекантропов, как метко выразился однажды автор одной научно‑популярной книги.

Предположим: желаемое, наконец, осуществилось. Тогда синтез сверх тяжелых элементов перестанет быть проблемой. Ученые получат в свое распоряжение десятки новых обитателей Большого дома. Химики яростно примутся за их изучение.

И столкнутся с неожиданным.

Впрочем, «неожиданным» не совсем то слово. В чем эта неожиданность будет заключаться, известно даже сейчас.

Можем ли мы предсказать свойства, ну, скажем, уже упомянутого элемента номер 126?

Да, и без особого труда.

Вообще‑то говоря, мысленно продолжать периодическую систему при желании можно сколь угодно далеко. Ведь физический принцип ее построения в общем и целом ясен. Одному из авторов этих строк некий умелец демонстрировал таблицу, содержащую тысячу элементов. На законный вопрос: «А почему, собственно, тысячу, а не две или не десять?» – «изобретатель» смущенно ответил: «Да, понимаете, бумаги не хватило…»

Но это из области курьезов. Про сто двадцать шестой элемент мы можем сказать совершенно серьезно и определенно: он будет относиться к новому семейству элементов, семейству поразительному. Такого химики еще не видывали.

Семейство начнется у элемента номер 121. И все его восемнадцать членов будут похожи друг на друга несравненно больше, чем наши старые знакомые лантаноиды. Странные жители Большого дома станут различаться между собой едва ли в большей степени, чем изотопы одного и того же элемента.

И все потому, что в атомах элементов этого семейства происходит заполнение четвертой снаружи оболочки, а три внешние устроены совершенно одинаково. Какой хоть сколько‑нибудь заметной разницы химических свойств можно ожидать в этом случае?

Один из рассказов мы назвали «Четырнадцать близнецов». Если бы мы решили описать свойства предполагаемого семейства, то, право же, над заголовком пришлось бы поломать голову. «Восемнадцать абсолютно одинаковых» или «Восемнадцать – и все на одно лицо». Ведь слово «близнецы» здесь, как любят говорить физики, «не работает».

Но наша книга не научно‑фантастическое произведение. Воздержимся от конкретных характеристик. Подождем лучших времен…

Да, еще проблема: как разместить в периодической системе восемнадцать «абсолютно одинаковых»?

Честно скажем: отчетливо мы себе это не представляем. Тем более что до сих пор не утихают споры о месте лантаноидов и актиноидов, а это все же дело более простое.

Мы желаем тебе, читатель, долгой жизни. Но полагаем, однако, что, когда вопрос о месте восемнадцати в Большом доме приобретет практический интерес, тебя уже не будет на свете. А вот твоим потомкам, близким ли, далеким, им‑то уж наверняка придется искать ответ.

Святцы» элементов

Один чудак, когда ему рассказали о звездах, о том, как они устроены и почему светят, воскликнул: «Это я все понимаю! А каким образом астрономы узнали, как различные звезды называются?»

Звездные каталоги насчитывают сотни тысяч «окрещенных» небесных светил. Но не думайте, что для всех придуманы звучные имена вроде «Бетельгейзе» или «Сириус». Для обозначения звезд астрономы предпочитают пользоваться своеобразным шифром – комбинацией букв и цифр. Иначе нельзя. Иначе запутаешься. А по шифру специалист легко определит, в каком месте небосвода звезда находится и к какому спектральному классу принадлежит.

Химических элементов несравненно меньше, чем звезд. Но и здесь за названиями скрываются волнующие истории открытий. И нередко химик, найдя новый элемент, вставал в тупик: как же «окрестить» «новорожденного»?

Важно было придумать название, которое хоть что‑то говорило о свойствах элемента. Это, если хотите, деловые имена. От них не веет романтикой. Например, водород (по‑гречески «рождающий воду»), кислород («рождающий кислоты»), фтор («разрушающий»), фосфор («несущий свет»). В названиях запечатлелись важные свойства элементов.

Некоторые элементы наименованы в честь планет солнечной системы – селен и теллур (от греческих слов «Селена» – Луна и «Теллурис» – Земля), уран, нептуний и плутоний.

Кое‑какие названия заимствованы из мифологии.

Вот тантал. Так звали любимого сына Зевса. За преступление перед богами Тантал был сурово наказан. Он стоял по горло в воде, и над ним свисали ветви с сочными, ароматными плодами. Но едва он хотел напиться, как вода утекала от него; едва желал утолить голод и протягивал руку к плодам – ветви отклонялись в сторону. Пытаясь выделить элемент тантал из руд, химики перенесли не меньшие муки, прежде чем терпение их было вознаграждено…

Титан и ванадий – их название тоже следствие влияния греческих мифов.

Известны элементы, чьи имена даны в честь различных государств или стран света. Например, германий, галлий (Галлия – старинное название Франции), полоний (в честь Польши), скандий (в честь Скандинавии), франций, рутений (Рутения – латинское название России), европий и америций. А вот элементы, названные в честь городов: гафний (в честь Копенгагена), лютеций (так в старину именовали Париж), берклий (в честь города Беркли в США), иттрий, тербий, эрбий, иттербий (их имена происходят от Иттерби – маленького городка в Швеции, где впервые был обнаружен минерал, содержащий эти элементы).

Наконец, в названиях элементов увековечены имена великих ученых: кюрий, фермий, эйнштейний, менделеевий, лоуренсий.

Только имя одного искусственно полученного элемента – сто второго – до сих пор еще не внесено в метрику.

О происхождении названий элементов древности до сих пор спорят ученые, и неясно окончательно, почему, скажем, сера называется серой, железо – железом, олово – оловом.

Видите, сколько любопытного в «святцах» химических элементов.