НЕЙТРОННЫЕ ЗВЕЗДЫ ДЕЛАЮТ В ДУБНЕ

 

Еще в 1932 г. советский физик Лев Ландау предсказал существование удивительных космических объектов - нейтронных звезд. Согласно теоретическим представлениям, нейтронная звезда - это конечная стадия эволюции достаточно массивных звезд. Почти вся масса такой звезды состоит почти из одних нейтронов, при этом вся она сосредотачивается в очень небольшом объеме (радиус нейтронной звезды - всего несколько километров). Неудивительно, что плотность нейтронной звезды может превышать 10 млн. тонн в кубическом сантиметре!

Летом 1967 г. на радиотелескопе в Кембридже (Великобритания) эти объекты были открыты экспериментально. Но чтобы получить нейтронную материю в лаборатории - об этом могли мечтать, наверное, только писатели-фантасты… Да еще сотрудники Лаборатории ядерных реакций им. Г.Н. Флерова (ЛЯР - в просторечье) Объединенного института ядерных исследований в Дубне.

В январе 1999 г. ими была высказана идея создания экспериментального комплекса для получения интенсивных пучков экзотических нейтронно-обогащенных ядер гелий-6 (⁶Не), гелий-8 (⁸Не), литий-11 (¹¹Li) и других. Использование таких пучков позволяет исследовать свойства ядер, состоящих почти исключительно из одних нейтронов. Среди таких экзотических ядер - сверхтяжелые изотопы водорода ⁵Н и ⁷Н. Другими словами, появилась перспектива в лабораторных условиях имитировать нейтронную материю. Проект был назван DRIBs (Dubna Radioactive Ion Beams - "Дубна: радиоактивные ионные пучки").

"Идея DRIBs - получить радиоактивный пучок, который в тысячу раз был бы интенсивнее, чем у имеющихся на сегодня аналогов, - рассказывает научный руководитель Лаборатории ядерных реакций, член-корреспондент РАН Юрий Оганесян. - Для этого необходимо иметь два ускорителя: на первом нарабатываются необходимые изотопы, затем они отделяются от других продуктов реакции и направляются на второй ускоритель, где, собственно, и может происходить рождение нейтронной материи".

Задача эта более чем ювелирная. На первом ускорителе У400М поток ионов ⁷Li сталкивается с берилиевой мишенью; результат - рождение ядер ⁶Не. Тысяча атомов лития-7 дает один атом гелия-6.

"За рубежом такие установки только проектируются, - подчеркивает Юрий Оганесян. - В Канаде предполагается запустить ее в 2004 году, в Великобритании - в 2005-м, в Японии - в 2003-м. Но у нас самая большая интенсивность пучка даже по сравнению с этими проектами. В январе этого года был получен первый ускоренный пучок ядер ⁶Не с рекордной интенсивностью - 10⁹ частиц в секунду".

Нетривиальной в инженерном плане оказалась задача "перебросить" полученный пучок гелия-6 на второй ускоритель - У400. Расстояние между двумя ускорителями - 130 метров

. И в этом ионном канале нужно поддерживать очень высокий вакуум - 10^-8 атмосфер. Как заметил начальник научно-технологического отдела ускорителей ЛЯР Георгий Гульбекян, приходится контролировать до 200 параметров пучка. (Кстати, гелий-6 "живет" 0,8 секунды.)

Тут как раз и помогла международная кооперация. "Из Чехии мы получили вакуумное оборудование, - рассказывает Георгий Гульбекян. - Коллеги из Словакии поставили стабильные источники питания. Из Болгарии - элементы диагностики пучка. В Румынии для нас были изготовлены магнито-оптические элементы". В итоге на этапе транспортировки радиоактивного пучка гелия-6 на второй ускоритель потери оказались нулевыми.

"Летом мы приступим к выводу радиоактивного пучка ⁶Не и транспортировке его на физическую мишень, расположенную в ускорителе У400, - поясняет Георгий Гульбекян. - А осенью наши физики уже получат возможность провести первые интересные эксперименты". Вот тут-то и ожидаются сюрпризы…

"В 2000 году нами уже был получен сверхтяжелый изотоп водорода - ⁵Н, - подчеркивает научный руководитель ЛЯРа Юрий Оганесян. - Это само по себе серьезное достижение. Но, по нашим расчетам, при использовании физической мишени, сделанной из трития, мы сможем получить экзотический сверхтяжелый изотоп водорода - ⁷Н. Мало того, есть предположение, что водород-7 должен быть стабилен. То есть мы получим вещество, которое сейчас встречается только в нейтронных звездах".

Вещество это, надо сказать, совершенно необычное. По оценкам теоретиков, одна чайная ложка нейтронного вещества весит примерно столько же, сколько все автомобили на Земле - миллиарды тонн!

Физики, наверное, в силу некоторой суеверности, побаиваются произносить слово "сенсация". Но на самом деле так оно и есть. Теоретикам еще предстоит объяснить многие нюансы поведения столь экзотической для земных условий формы материи. В частности, может оказаться, что водород-7 обладает бета-распадом. Это уже прямое подтверждение существования нейтронной материи.

Однако, по мнению Юрия Оганесяна, один вывод можно сделать уже сегодня: специалисты из Объединенного института ядерных исследований доказали, что они способны разрабатывать и реализовывать сложнейшие физические проекты.

Дубна-Москва

"Независимая газета" N 83 (2637) 24 апреля, 2002