И это лишь второй случай в истории, когда еще при жизни человека его именем назвали химический элемент. Первым был американец Гленн Сиборг, а вторым стал академик Юрий Оганесян, под руководством которого в подмосковной Дубне получены все известные к настоящему времени сверхтяжёлые элементы, от 113-го до 118-го.

В 1869 году великий химик Дмитрий Менделеев выстроил все известные на тот момент 63 элемента по их атомной массе и увидел, что их можно разделить на 8 групп. Тогда в каждой группе химические свойства элементов будут подобны друг другу, а различия проявляются лишь при переходе от одной группе к другой. Так он понял, что тут есть строгая закономерность и открыл периодический закон, вписав свое имя в историю мировой науки.

Еще при жизни Менделеева таблица химических элементов стала расширяться, и некоторые ученые задавались вопросами: а где же ее конец и есть ли он вообще? В начале ХХ века, после опытов Эрнеста Резерфорда, стало ясно, что можно получить новый химический элемент, сталкивая ядра уже известных элементов. Так можно добиться их слияния и появления нового ядра. Разумеется, сделать это непросто – нужно разогнать одно из ядер до огромной скорости.

В этом и состояла основная идея синтеза химических элементов – тех, которые не существуют на Земле, но, возможно, сохранились где-то во Вселенной – в атмосфере звезд, оболочках сверхновых. Что если попробовать воспроизвести их в лабораторных условиях?

Первым синтезированным элементом стал предсказанный все тем же Менделеевым экамарганец, который позднее назвали технецием. Получили его в 1937 году на циклотроне Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (США), обстреливая мишень из молибдена ядрами дейтерия.

После этого ученые смогли воссоздать более двух десятков элементов. Правда, многие из них нестабильны – некоторые «живут» лишь секунды и даже доли секунд. В ходе исследований было обнаружено, что за 102-м элементом это сокращение «срока жизни» элементов замедляется. Теория объясняла это как приближение к некоему «острову стабильности». И физикам очень хотелось до него добраться.

Последним элементом таблицы Менделеева из тех, что встречаются в природе, является уран. Элементы, которые идут за ним (то есть за атомным номером 92), называют трансурановыми, а те, у которых атомный номер более 100, – сверхтяжелыми. И если время жизни урана насчитывает миллиарды лет, то 102-й существует только несколько секунд, а 104-й – ничтожные сотые доли секунды!

Конечно, никто раньше не думал, что сверхтяжелые элементы вообще существуют. Тем более – что они могут быть получены. Чтобы прийти к этому, ученым понадобилось совершенно новое представление о структуре материи атомного ядра. И с начала 1970-х в крупных ядерных центрах мира пошла «охота» за этими элементами.

В гонке к «острову стабильности» принимал участие и Объединенный институт ядерных исследований, расположенный в Дубне. Над научной проблемой бились долго, но решить ее не удавалось. И тогда руководитель лаборатории ядерных реакций Юрий Оганесян, ближайший ученик академика Флерова, предложил новый подход к синтезу сверхтяжелых элементов – обстреливать мишень в ускорителе изотопом кальций-48. Это весьма экзотическое вещество, редкий изотоп, который раньше в таких целях не использовался.

В итоге наши физики добились успеха. Они увидели на своей установке то, что до этого, на протяжении многих лет обсуждалось лишь в теоретических сценариях: впервые был получен 114-й элемент. Ученые наблюдали, как появляются и распадаются его атомы и смогли определить его свойства. Впоследствии этот элемент назовут флеровий – в честь основателя лаборатории ядерных реакций академика Г. Н. Флерова.

Используя новый подход к эксперименту, российские физики под руководством Юрия Оганесяна смогли синтезировать все известные на данный момент сверхтяжелые элементы, вплоть до 118-го. Всю эти плеяду они получили за 12 лет: начали в 2000-м и завершили в 2012-м.

«Мы продолжили бы и дальше, но возможности высоко-поточных ядерных реакторов не позволяли сделать это. Пока не существует новой мишени, которую можно было бы обстреливать тем же кальцием-48», – рассказывал академик Оганесян.

По его словам, при всех очевидных успехах российских физиков число полученных сверхтяжелых атомов в их «коллекции» было мало. Когда синтезировали 114-й элемент, ученые были счастливы, получая один атом в день. Но когда дело дошло до 118-го, им удавалось зафиксировать лишь один атом в месяц. Всего за время экспериментов было получено пять(!) атомов этого элемента.

Стало ясно, что для дальнейших работ требуются иные мощности. С 2012 года в Дубне начали строить лабораторию, оснащённую новым ускорителем. Он дает интенсивность в 10-20 раз большую, чем прежний. Лаборатория, получившая название «Фабрика сверхтяжелых элементов», была запущена в 2019 году. И за два первых года работы на ней впервые в мире были синтезированы пять новых изотопов сверхтяжелых элементов.

Предполагается, что фабрика позволит получить все те атомы, которые были получены раньше, но в гораздо большем количестве. Возможно, раз в сто! И тогда ученые сделают следующий шаг в расширении таблицы Менделеева: детально изучив физические и химические свойства этих элементов, они приступят к синтезу следующих – 119-го и 120-го.

Конечно, то, чем занимаются физики в Дубне, – это фундаментальная наука в чистом виде. Но может ли быть какая-то практическая польза от этих работ? От химических элементов, живущих доли секунды?

Этот вопрос Оганесяну задают часто. «Любое крупное исследование фундаментального характера, как невод, тянет за собой много прикладных идей и разработок, – отвечает он. – Так, например, появился интернет. Когда мы проводили исследования по синтезу новых элементов, выяснилось, что с новыми возможностями мы можем создавать и новые материалы – сверхтонкие и сверхточные мембраны. Они находят применение в создании медицинского оборудования, в микроэлектронике, в микробиологии. Сейчас в Дубне готовят к запуску ускорительный комплекс NICA. Попутно с результатами фундаментального характера он даст нам новые знания в радиобиологии и космической медицине, терапии раковых заболеваний. Так что польза есть».

Кстати, возглавив лабораторию ядерных реакций в непростые 1990-е годы, Оганесян так и сориентировал своих сотрудников: наука наукой, но бюджетных средств на оплату труда сейчас маловато, так что давайте попробуем искать источники финансирования с помощью прикладных разработок. Даже в трудные времена он смог обеспечить научный коллектив всем необходимым и, что очень важно, сохранить молодежь. Ведь приглашений из-за рубежа – Франции, Германии, США – поступало много, однако начинающие исследователи предпочли остаться в России, тем более что впереди у них были увлекательные эксперименты по синтезу сверхтяжелых элементов. Работая на своем, отечественном, оборудовании, ученые создавали ядерные технологии мирового уровня для самых разных целей.

Ну а что касается непосредственно сверхтяжелых элементов, существующих доли секунды? Может ли от них быть какая-то польза? На этот вопрос ответа пока нет.

«Если они существуют в природе, значит, их можно будет добывать, как добывают редкие природные элементы. Сейчас это кажется маловероятным, но исключать полностью такой возможности нельзя. Очевидно, что у сверхтяжелых элементов обнаружатся совершенно необычные свойства, каких больше нет ни у чего на свете», – убежден Юрий Оганесян.

Синтезированные в Дубне элементы получили официальное признание со стороны международного научного сообщества и были внесены в таблицу Менделеева. Мало того, коллеги, работавшие с Оганесяном (а это не только российские ученые, но и американские), обратились в Международный союз теоретической и прикладной химии с предложением назвать один из элементов его именем.

Сама процедура присвоения названий новым химическим элементам довольна длительная. Она завершилась осенью 2016 года. 118-й элемент, на данный момент – последний в таблице Менделеева, впервые был назван именем российского ученого при его жизни.

«То, что его назвали оганесон, конечно, большая честь для меня. Тем более, что это название предложили мои товарищи по работе, коллеги из Дубны, а также мои соавторы из национальных лабораторий и университетов США, с которыми мы сотрудничаем много лет, – рассказывал Юрий Оганесян о своих впечатлениях после того, как процедура была завершена.

У Оганесяна много наград и премий, но среди них пока нет Нобелевской премии. Известно, что коллеги выдвигают его кандидатуру каждый год, но Нобелевскому комитету сделать выбор нелегко: и в физике, и в химии происходит масса выдающихся открытий и интересных работ в самых разных областях. Награждая одних ученых, шведские академики неизбежно обходят других.

«Нет никакого сомнения, что Юрий Цолакович Оганесян давно заслужил Нобелевскую премию. Он уже стал личностью вселенского, глобального масштаба. И признание того, что его имя при жизни появилось в таблице Менделеева, не менее престижно (а может, даже и более), чем присуждение ему Нобелевской премии», – считает директор Объединенного института ядерных исследований академик Григорий Трубников.

В самом деле, Нобелевку по физике и химии получили уже сотни ученых. Попробуй вспомни их всех по именам! А вот в таблицу Менделеева внесено лишь около 10 элементов, названных по фамилиям ученых. Более того, при жизни такой чести были удостоены лишь двое: американец Гленн Сиборг и наш Оганесян.

Сам Юрий Цолакович к отсутствию Нобелевской премии в списке своих наград относится философски. «Ученым, конечно, интересно, за какие исследования присудили эту премию, но в своей работе они, уверяю вас, на нее не оглядываются, – рассуждает он. – Для человека, посвятившего свою жизнь науке, главное – результат. Я глубоко убежден (и думаю, многие коллеги разделят мое мнение), что не стоит приравнивать работу, которую делает ученый, к премиям. Мы ведь не ради премий работаем. А положа руку на сердце, насколько хороша моя работа, лучше всех знаю я сам. И знаю лучше других, что мне удалось, а что нет, и что можно было бы сделать раньше и лучше. Право, судьи мне для этого не нужны».

Оганесяна больше волнуют исследовательские вопросы. Будут ли созданные в лаборатории сверхтяжелые элементы похожи на те, которые когда-то существовали в природе? Какими свойствами обладает 118-й, названный именем ученого? Впишутся ли следующие за ним элементы в периодическую таблицу?

И, конечно, тот самый вопрос, который волновал еще современников Менделеева: а есть ли вообще предел у этой таблицы? Похоже, чем дальше продвигаются ученые в этот неизведанный мир, тем сложнее получить на него ответ.