117 να είναι οι… ώρες του!

Ή πώς τελικά ευόδωσαν οι προσπάθειες της επιστημονικής ομάδας του Γιούρι Ογκανεσσιάν, που ανακάλυψε το 117 στοιχείο του περιοδικού πίνακα και απέδειξε ότι άτομα με πολύ μεγάλη μάζα μπορούν να υπάρξουν και να «επιζήσουν» για περισσότερο χρόνο απ’ όσο πίστευε η πλειονότητα των θεωρητικών φυσικών.

Ο …πατέρας του Ununseptium

Ο Γιούρι Ογκανεσσιάν γεννήθηκε στις 14 Απριλίου 1933 στο Ροστόβ/Ντον στην πρώην Σοβιετική Ένωση. Πρόκειται για έναν διακεκριμένο πειραματικό φυσικό που έχει διαπρέψει στον τομέα της φυσικής των ατομικών πυρήνων και των πυρηνικών αντιδράσεων. Επίσης είναι γνωστός για την πρωτοπόρο έρευνά του στη σύνθεση νέων στοιχείων του περιοδικού πίνακα. Αφού ολοκλήρωσε επιτυχώς τις σπουδές του στο Πανεπιστήμιο Φυσικής Μηχανικής της Μόσχας το 1956, έγινε μέλος της επιστημονικής ομάδας του Ινστιτούτου Πυρηνικών Ερευνών της Ντούμπνα, όπου και τέθηκε επικεφαλής στον τομέα του επιταχυντή σωματιδίων. Στη συνέχεια πήρε του θέση του διευθυντή και του επιστημονικού επικεφαλούς του εργαστηριού πυρηνικών αντιδράσεων Φλερόβ (FLNR) και αφού ολοκλήρωσε τη διδακτορική διατριβή του έγινε καθηγητής και μόνιμο μέλος της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών (RAS). Επιπλέον κατέχει έδρα καθηγητή στον τομέα «Πειραματικές Μέθοδοι στην Πυρηνική Φυσική» του Πανεπιστημίου Φυσικής Μηχανικής της Μόσχας και είναι πρόεδρος του Συμβουλίου Διπλωματικών της Ντούμπνα. Με τους συνεργάτες του στα ερευνητικά προγράμματα που μελετούσαν τη σύνθεση των υπέρβαρων στοιχείων, ανακάλυψε από το 1999 μέχρι το 2006 τα στοιχεία με ατομικό αριθμό 113, 114, 115, 116 και 118 το οποίο είναι και το πλέον υπέρβαρο στοιχείο που έχει ανακαλυφθεί ως τώρα. Το έργο του Ογκανεσσιάν έχει αναγνωστεί για τη σημαντικότητά του στην κατανόηση των μυστηρίων της πυρηνικής φυσικής από την παγκόσμια επιστημονική κοινότητα και έχει βραβευθεί πάρα πολλές φορές.

Έχουμε και λέμε: 250 ημέρες αδιάκοπης λειτουργίας του αντιδραστήρα του Όακ Ριντζ, 3 μήνες απαιτούμενης ψύξης του ακτινοβολημένου υλικού, 2 φάσεις καθαρισμού και όλα αυτά για να παραχθούν μόλις 22,2 χιλιοστόγραμμα (mg) μπερκελίου! Όμως τι είναι όλα αυτά τα εξωφρενικά νούμερα και ονόματα; Προς τι η επιστημονική ομάδα του Γιούρι Ογκανεσσιάν να κάνει τόση υπομονή για μια «αστεία» ποσότητα ενός υλικού που εκτός των άλλων έχει και παράξενο όνομα; Ποιος ο λόγος να χρειαστεί μια ρωσική επιστημονική ομάδα τη βοήθεια του Εθνικού Εργαστηρίου των Η.Π.Α. στο Όακ Ριντζ, όπου συμπτωματικά το 1943, για τις ανάγκες του σχεδίου Μανχάταν, είχε εμπλακεί στην κατασκευή της πρώτης ατομικής βόμβας των Η.Π.Α.;

Το κλειδί για όλα αυτά τα παράδοξα ερωτήματα βρίσκεται τελικά στη λέξη Ununseptium. Ununseptium ονομάζεται το 117 στοιχείο του περιοδικού πίνακα που ανακάλυψε στις 28 Φεβρουαρίου 2010, η επιστημονική ομάδα του Ινστιτούτου Πυρηνικών Ερευνών της Ντούμπνα στη Ρωσία - στην οποία ηγείται ο Γιούρι Ογκανεσσιάν. Η κωδική ονομασία Ununseptium σημαίνει στα λατινικά 117 και είναι το ανεπίσημο όνομα του στοιχείου, αφού τυπικά για να «βαφτιστεί» επίσημα πρέπει η ανακάλυψή του να επαληθευτεί και σε άλλα ερευνητικά εργαστήρια.

Τι το ιδιαίτερο, όμως, έχει η ανακάλυψη αυτή που πρέπει να περάσει φαινομενικά από τη «γραφειοκρατική» διαδικασία της επαλήθευσης και τι την κάνει τόσο σπουδαία ώστε να απασχολήσει κι άλλα ερευνητικά εργαστήρια;

Αυτό το… Ununseptium

Το Ununseptium ανήκει στην κατηγορία των «υπέρβαρων» στοιχείων, που είναι ιδιαίτερα ασταθή και τείνουν να διασπαστούν πάρα πολύ γρήγορα.

Για την ακρίβεια στη φύση συναντώνται μόνο τα πρώτα 92 στοιχεία του περιοδικού πίνακα, όλα τα υπόλοιπα υφίστανται μόνο υπό ελεγχόμενες εργαστηριακές συνθήκες. Η ανακάλυψη των πρώτων τεχνιτών στοιχείων - του νεπτόνιου και του πλουτώνιου - στις αρχές της δεκαετίας του ‘40, αμφισβήτησε για πρώτη φορά τα όρια της ύλης και αποτέλεσε αφορμή για την έκρηξη ερευνητικών προγραμμάτων που καταπιάνονταν με τη ραδιενεργό διάσπαση, τα βαρέα στοιχεία, τη δομή του πυρήνα των ατόμων και τη φύση των πυρηνικών αντιδράσεων. Σε όλο τον κόσμο - κυρίως στα κύρια ερευνητικά κέντρα της Γερμανίας, των Η.Π.Α., της Ιαπωνίας, της Γαλλίας όπως και στο Ινστιτούτο Πυρηνικών Ερευνών της Ντούπνα - ξεκίνησε ένας αγώνας δρόμου για την ανακάλυψη κι άλλων στοιχείων. Το αποτέλεσμα ήταν μέχρι τα τέλη του προηγούμενου αιώνα να ανακαλυφθούν 17 τεχνητά στοιχεία, τα οποία είχαν πάρα πολύ μικρή ημιζωή. Μάλιστα διαπιστώθηκε ότι όσο πιο «υπέρβαρα» ήταν τόσο πιο ασταθείς πυρήνες είχαν και άρα μικρότερη ζωή. Οπότε, οι επιστήμονες πίστευαν ότι δεν θα αργούσε ο καιρός να τεθούν τα όρια της ύπαρξης και ανυπαρξίας του υλικού κόσμου. Με άλλα λόγια, τα πολύ υπέρβαρα στοιχεία θεωρούνταν καταδικασμένα σε ανυπαρξία, αφού πέθαιναν εν τη γενέσει τους. Παρ’ όλα αυτά, είχε ήδη αναπτυχθεί μια πρώιμη θεωρία, που υποστήριζε ότι τα υπέρβαρα στοιχεία θα μπορούσαν να φτάσουν υπό προϋποθέσεις σε μια «χώρα σταθερότητας» που σημαίνει ότι, από ένα σημείο κι έπειτα, καθώς η μάζα των υπέρβαρων ατομικών πυρήνων θα αυξανόταν, θα αποκτούσαν όλο και πιο σταθερή δομή.

Το αρμενικό πείσμα

Πιστός στο ένστικτό του, ο Γιούρι Ογκανεσσιάν δεν παραιτήθηκε από τις αρχικές αποτυχίες και η ακόρεστη δίψα για νέες ανακαλύψεις δεν άργησε να επιβραβευθεί. Η υπόθεση της ύπαρξης μιας μικρής χώρας σταθερότητας επιβεβαιώθηκε επιστημονικά για πρώτη φορά στην Ντούμπνα.

Μέσα σε 5 χρόνια, από το 2000 μέχρι το 2004, κατάφεραν να συντεθούν υπέρβαρα στοιχεία με ατομικούς αριθμούς 114, 116 και 118 και αποδείχτηκε για πρώτη φορά (γεγονός που επιβεβαιώθηκε και σε άλλα εργαστήρια ανά τον κόσμο) ότι μπορούσαν να επιβιώσουν για 100 και 1000 φορές μεγαλύτερο χρονικό διάστημα από τους ελαφρύτερους υπέρβαρους συγγενείς τους. Στην περίπτωση του Ununseptium, υιοθετήθηκε μια επαναστατική προσέγγιση που είναι ουσιαστικά ανακάλυψη του Δρ. Ογκανεσσιάν. Το σκεπτικό ήταν ο πυρήνας να συντηχθεί από στοιχεία που έχουν περισσότερα νετρόνια, τα οποία θα αύξαναν τη σταθερότητά του. Οπότε, επιλέχθηκε μια βάση-στόχος από άτομα μπερκέλιου-249 (που αποτελείται από 97 πρωτόνια και 152 νετρόνια) η οποία βομβαρδίστηκε από άτομα ασβεστίου-48 (ένα ισότοπο που ο πυρήνας του έχει 20 πρωτόνια και 28 νετρόνια). Η παραγωγή όμως μπερκελίου δεν είναι εύκολη υπόθεση. Μπορούσε να γίνει μόνο σε έναν πανίσχυρο επιταχυντή σωματιδίων σαν αυτόν που βρίσκεται στο Όακ Ριντζ. Οι επαφές έγιναν, Ρώσοι και Αμερικάνοι τα βρήκαν και η συνέχεια είναι γνωστή.

Ο ίδιος ο Ογκανεσσιάν σημειώνει συμπερασματικά με πάθος, πως όταν επιλέγει κανείς τον δρόμο της επιστήμης, δεν πρέπει ποτέ να απογοητεύεται από τα εμπόδια που θα συναντάει ως ερευνητής, ούτε να λυπάται από τις ατυχείς στιγμές και το σημαντικότερο δεν θα πρέπει να χάνει την αυτοπεποίθησή του. Αργά ή γρήγορα, οι καρποί των προσπαθειών του θα αναγνωριστούν και το όνομά του θα αναφέρεται από τους συνεχιστές του με ευγνωμοσύνη.

Του Ραζμίκ Αγαμπατιάν

Πηγή: armenika.gr