Magyar Ifjúság, 1974. január-április (18. évfolyam, 1-17. szám)

1974-01-04 / 1. szám

kis törtrésze csupán. Általában megállapítható, hogy a felezési idő a rendszám, tömegszám növekedésével csökken, minél nehezebb az atommag, annál kevésbé stabil. Dubna és Berkeley A 100-nál nagyobb rendszámú elemek mesterséges előállítása két nagy kutatóintézetben folyik. Az egyik a szocialista országok közös kutatóintézete, a szovjetunióbeli Dubnában levő Egyesített Atommagkutató Intézet. Hazánk is tagja az intézetnek, sok magyar fizikus dolgozik jelenleg is Dubnában, a magyar kutatók is tagjai a tudományos munkát irányító testületeknek. A másik, a nehézelemek kutatásában élen járó intézet a kaliforniai Berkeleyben van. A nehézelemek vizsgálatához bonyolult technikai problémákat kellett megoldani, új módszerek kifejlesztésére volt szükség. Alapvető probléma, hogy ezek az elemek csak rendkívül kis mennyiségben állíthatók elő és ugyanakkor nagyon rövid élettartamúak. A kutatóknak úgy tűnt, hogy a 106—107-nél nagyobb rendszámú elemek előállítása lehetetlen a jelenlegi módszerekkel, nem tudjuk újabb elemekkel gazdagítani a Mengyelejev-féle periódusos rendszert. Mialatt a nehézelemek szintézisére irányuló kísérletek folytak, első látásra rendkívül meglepő feltevéssel álltak elő az elméleti fizikusok. Az atommag héjszerkezetét tanulmányozva arra a következtetésre jutottak, hogy a ma ismert, rövid élettartamú nehézelemeknél lényegesen nehezebb elemek ismét stabilak lesznek, pontosabban: rendkívül hosszú felezési idővel rendelkeznek. Az elmélet keretein belül a felezési idő meghatározható, általában a 114-es rendszám környékén, 300 körüli tömegszámoknál létezhetnek stabil elemeik, egyes izotópokra a számítások egymilliárd év körüli felezési időt jósoltak. Ezeket az elemeket nevezték el szupernehéz elemeknek. Hol keressük őket? A számításokat többen elvégezték, s mindig az a következtetés adódott, hogy az atommagról szerzett ismereteinkből kikövetkeztethető, hogy léteznie kell hosszú felezési idejű szupernehéz elemeknek. Most már a kísérleti fizikusokra várt az a nehéz feladat, hogy megvizsgálják, valóban léteznek-e ilyen nagy stabilitású szupernehéz elemek. A kérdés eldöntésére két út kínálkozott, s a kutatások szinte egy időben mindkét irányban megindultak. Az egyik út a keresett elemek mesterséges előállítása, a másik pedig megtalálni a természetben a szupernehéz elemeket. A mesterséges előállítás lehetőségeit, nehézségeit itt most nem ismertetjük. A bevezetőben leírt helyszíneken mindenütt a szupernehéz elemek természeti előfordulásának nyomait keresik. Felmerül a kérdés, hogy mi ad okot annak feltételezésére, hogy a szupernehéz elemek egyáltalán előfordulhatnak a természetben? A természetben előforduló nehéz elemek sok milliárd évvel ezelőtt alakultak ki. Természetesnek tűnik az a feltevés, hogy a ma ismert elemeket létrehozó magfizikai folyamatok során a szupernehéz elemek is felépültek, mint ahogy felépültek a 100—105 körüli rendszámú elemek is, csak rövid felezési idejük miatt már mind lebomlottak. Ha viszont igaz az a feltevés, hogy a szupernehéz elemek némelyike rendkívül hosszú felezési idővel rendelkezik, akkor — bár az évmilliárdok során jelentős mennyiségük már elbomlott — maradt is még belőlük, ezeket kell megtalálnunk. A következő kérdés: hol keressük őket? A nehéz elemek azonos korszakban alakultak ki, ezért a szupernehéz elemeket nehézelemekben (pl. ólom, higany, tallium, arany stb.) gazdag, a földtörténet korai korszakaiból származó anyagokban kell keresnünk. Ezért vizsgáltak a föld alatti alagútban 36 kilogrammos aranyrögöt, 20 kg platinát — e nagy mennyiségű nemesfém rögtön érthetővé teszi azt is, hogy miért őrizte oly szigorúan a rendőrség a kísérletek színhelyét. A kísérteteket azért végezték több száz méterrel a föld alatt, hogy a világűrből érkező elemi részecskék észlelése ne hamisítsa meg a mérési eredményeket. Ugyanitt vizsgáltak meg 3 kg Holdkőzetet és Hold-port is a kőzetek korát 2—3 milliárd évre becsülik. A szupernehéz elemek a Holdon kialakulhattak a nehézelemek felépülése során, vagy a világűrben keletkeztek és kozmikus porként jutottak a Hold felszínére. A vulkánok vagy a sivatagi vízforrások a földtörténet korai szakaszaiban kialakult rétegekből származó anyagot hoznak a felszínre. Ugyanezért vizsgálják a tenger mélyéről kiemelt anyagot is. Óriási anyagmennyiséget dolgoztak és dolgoznak fel: a szovjet kísérletekhez például 10 tonna anyagot emeltek ki a Csendes-óceán fenekéről, 50 ezer köbméter forrásvizet elemeztek. A templomok féltve őrzött üvegkincseinek vizsgálatára pedig azért került sor, mert az üveg színezéséhez nehézelem-tartalmú ásványokat használtak fel. Ha a nehézelemek mellett szupernehéz elemek is belekerültek az üvegbe sok száz évvel ezelőtt, akkor kereshetjük az azóta végbement spontán hasadások nyomát. A tudomány — komplex Végül választ kellene adni az alapkérdésre: léteznek-e a megjósolt tulajdonságú szupernehéz elemek? Ma még nehéz erre egyértelmű feleletet adni. Vannak már a keresett elemek jelenlétére utaló kísérleti bizonyítékok, de figyelembe kell vennünk, hogy a mérések rendkívül bonyolultak, rengeteg különféle külső hatás zavarja a vizsgálatokat. Nagyon nagy jelentőségű felfedezésről van szó, érthető, hogy a kutatók óvatosan fogalmaznak. Az eddigi eredményeket a mai technika csúcsteljesítményeinek bevetésével érték el, a kísérteti fizikusok újabb, pontosabb, érzékenyebb berendezéseket igényelnek , s ez nem lebecsülendő, bár melléktermékként létrejött gyakorlati haszna a vizsgálatoknak, a tudományos kutatás újabb és újabb igényeivel megoldásra váró műszaki-technikai problémák sorát veti fel. Az alapkutatások céljaira kifejlesztett új módszerek, új technológiák rövid idő alatt elterjednek az iparban, mindennapi életünk részévé válnak, jobb és olcsóbb termékek előállítását teszik lehetővé. A nyomozás szóval gyakran az izgalmas szót szoktuk párosítani. Ez az összekapcsolás nemcsak a krimire igaz, hanem igaz a nyomozáshoz hasonlított tudományos kutatásra is. Izgalmas egy új egyenlet megoldása, izgalmas egy kísérlet megtervezése, izgalmas arra várni, hogy a várt eredmény bekövetkezik-e és sorolhatnánk tovább. Egy probléma megoldása új problémák sorát veti fel, nincs megállás. Ugyanazta problémát több oldalról is megközelíthetjük, a szupernehéz elemek keresése jól mutatja a tudomány komplex jellegét. A komplexitás egyik oldala az utak, megközelítési módok sokfélesége, de a kísérletek komplexek abban az értelemben is, hogy széles körű összefogást, a fizikától távol eső területek együttműködését is igénylik. Elég, ha csak a csendesóceáni vagy kamcsatkai expedíciók megszervezésére gondolunk. JÉKI LÁSZLÓ, a Központi Fizikai Kutató Intézet tudományos munkatársa A régi templomok üvegének színezéséhez nehézelem-tartalmú ásványokat használtak fel. Ha akadt mellettük szupernehéz elem is, akkor most kereshetik az azóta végbement spontán hasadások nyomát. Képünkön: vizsgálatra előkészített régi üvegek A tengerek mélyéből bonyolult berendezésű mélytengeri kutatóhajók hoznak felszínre sok tonnányi anyagot, s a tudósok bennük is szupernehéz elemek után nyomoznak