Журнал «Компьютерра» № 39 от 24 октября 2006 года

Дело в том, что первое объявление о синтезе унуноктия в результате слияния атомных ядер при бомбардировке свинцовой мишени разогнанными в циклотроне ионами криптона было сделано еще в 1999 году. Эксперименты проводились в Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли. Однако эти результаты не подтвердились в других лабораториях. Был проведен повторный анализ экспериментальных данных, который обнаружил в них подтасовки. Разразился крупный скандал, виноватого уволили, а не проживший и двух лет унуноктий официально закрыли.

Поэтому к новому штурму унуноктия наши и американские специалисты по сверхтяжелым элементам подошли с особой тщательностью. Первые признаки появления ядра унуноктия при бомбардировке мишени из калифорния ионами кальция были получены еще в 2002 году. Но тогда результаты сочли недостаточно надежными. Еще пару ядер получили в прошлом году и, наконец, за месяц экспериментов было получено три ядра изотопа унуноктия-294 и надежно измерены времена жизни, энергии тяжелых ядер и других продуктов реакций.

Рекордно тяжелое ядро унуноктия-294 содержит 118 протонов и 176 нейтронов и живет всего 0,89 мс. Затем оно распадается на альфа-частицу – ядро атома гелия и 116 элемент унунхексий-290. Тот живет уже десять миллисекунд и в свою очередь испускает альфа-частицу. Следя за цепочкой продуктов такого распада, вплоть до 112 элемента унунбия, можно судить об образовании и свойствах сверхтяжелых ядер.

Унуноктий-294 получается в результате слияния ядер изотопов калифорния-249 и кальция-48 с последующим «испарением» трех нейтронов. 98 протонов калифорния и 20 кальция в сумме как раз и дают нужные 118 протонов. Унуноктий должен быть инертным газом как радон, однако при таких его количествах изучить химические и физические свойства нового элемента пока не представляется возможным.

Авторы считают, что исследования свойств ядер сверхтяжелых элементов дают важную информацию для отбора правильных теоретических моделей атомного ядра. В частности, результаты экспериментов хорошо согласуются с моделями ядра, которые предсказывают существование «островов стабильности» среди трансурановых элементов, большинство из которых очень быстро распадается. ГА

Некоторые любят погорячее

В престижном научном журнале Nature опубликованы две статьи, поставившие в тупик многих специалистов. Авторы статей утверждают, что им впервые удалось наблюдать странное состояние вещества – квантовый конденсат Бозе-Эйнштейна в твердом теле и при удивительно высоких температурах – вплоть до комнатной. Однако в напечатанном в том же номере кратком обзоре, которые традиционно сопровождают в Nature статьи с важными научными результатами, были выражены обоснованные сомнения в корректности утверждений авторов. Или, утверждают оппоненты, следует расширить само понятие квантового конденсата. Но, во всяком случае, уже ясно, что эти результаты могут иметь самые серьезные последствия, в том числе и для компьютерных технологий. Так что и нам будет полезно разобраться, что же так озадачило специалистов.

До настоящего времени ученые хорошо понимали, что такое конденсат Бозе-Эйнштейна. Это специфическая фаза вещества, в которой все частицы с целым спином (бозоны) принимают одно и то же квантовое состояние с наименьшей энергией. Это состояние было теоретически предсказано индийским физиком Шатьендранатом Бозе и Альбертом Эйнштейном еще в 1924 году. Тем не менее прошло больше семидесяти лет, прежде чем физики научились охлаждать атомы разреженного газа рубидия и натрия до температуры настолько близкой к абсолютному нулю, чтобы значительная их часть перестала двигаться и сконденсировалась не в обычную жидкость, а в квантовый конденсат. В квантовом конденсате атомы ведут себя когерентно, то есть согласованно, как одна гигантская частица, подобно фотонам в лазере. За это достижение американцам Корнеллу, Кеттерле и Виману в 2001 году была вручена Нобелевская премия по физике.

Однако гораздо раньше удивительные свойства конденсата Бозе-Эйнштейна – сверхтекучесть и сверхпроводимость – наблюдались не в сравнительно простом разреженном газе, а в сложных системах сильно взаимодействующих друг с другом частиц. При сверхтекучести часть атомов гелия, а при сверхпроводимости часть объединившихся в пары электронов конденсируются в квантовое состояние с наименьшей энергией. Их согласованное поведение приводит к тому, что в жидкости полностью исчезает вязкость, а в сверхпроводнике – электрическое сопротивление. Вот почему квантовый конденсат так важен для практических приложений. Ведь если бы сверхпроводимость удалось получить при нормальной температуре, как много дефицитной энергии удалось бы сэкономить. Не говоря уже о разнообразных компьютерных приложениях.