Хью Олдерси-Уильямс - Научные сказки периодической таблицы. Занимательная история химических элементов от мышьяка до цинка

У меня возник вопрос, что должен ощущать человек, участвующий в рождении подобных элементов. Часто, как я теперь понимаю, нечто обнаруживаемое в момент открытия элемента затем начинает активно влиять на его судьбу в нашей культуре. Отбеливающая способность хлора была оценена с самого начала. Так же как и разнообразие красок кадмия. Но вряд ли можно ожидать, что новые элементы, полученные в самое последнее время, такие хрупкие и неустойчивые, войдут в нашу жизнь так, как вошли в нее их предшественники. В каком-то смысле они остаются нереальными даже для тех, кто их создал. Может ли восторг их создателей сравниться с тем чувством, которое испытали Вильям Рамзай и Моррис Траверс? Они «несколько мгновений стояли как зачарованные», наблюдая за тем, как неон излучает «сияние малинового цвета». Или с ликованием Дэви, который пустился в пляс по лаборатории при виде огненных брызг калия? Неужели современные ученые действительно полагают, что созданные ими элементы могут сравниться с теми, что были открыты столетие назад или раньше? К несчастью, мне не удалось отыскать ярких описаний их впечатлений от своих научных успехов, подобных тем, что оставляли химики прежних времен. И, чтобы получить ответ на свой вопрос, мне пришлось задать его напрямую.

Мне также хотелось узнать, насколько долго еще можно продолжать периодическую таблицу. В настоящее время она висит у меня на стене в спальне. И у меня возникал вопрос, стоит ли мне оставлять в ней свободные места для заполнения элементами, которые будут открыты позднее? И сколько таких мест нужно зарезервировать? Одно или два? Или десяток? А может быть, сотни? Незадолго до смерти в 1999 г. Гленн Сиборг, открывший плутоний и целую цепочку радиоактивных элементов, которые следуют за плутонием, прочел лекцию, во время которой продемонстрировал периодическую таблицу, доходящую до не имеющего названия элемента под номером 168. Такая таблица в полтора раза больше той, которую мы знаем сейчас. Может, это просто фантазии, пустая стариковская мечта? Правда, обсуждая будущее таблицы, Сиборг старался быть предельно осторожным. «Хорошо, если нам удастся дополнить ее еще примерно полудюжиной элементов», – сказал он. Но в таком случае зачем же демонстрировать таблицу со 168-м элементом? Возможно, таким способом он хотел напомнить аудитории, что научные открытия обладают особенностью изменять правила самой науки. Когда были открыты первые «настоящие» химические элементы, их невозможно было включить в общепринятую тогда аристотелевскую систему элементов, состоявшую из четырех компонентов: земли, воздуха, огня и воды. Они полностью подорвали ту старую систему, и возникла необходимость в создании новой. Когда в 1789 г. Лавуазье составил список из 33 элементов, он также не мог предвидеть, сколько еще неизвестных элементов скрываются в минералах и рудах. В середине XIX столетия, когда новые элементы какое-то время не находили, у некоторых химиков возникло ощущение, что теперь им известны все элементы. Но с изобретением спектроскопа вновь началась череда открытий. Новые элементы стали определять по характерной для них окраске пламени. Дмитрий Менделеев, несмотря на то, что в своем проекте периодической таблицы оставлял свободные места для еще не открытых элементов, был потрясен, узнав о существовании инертных газов и первых радиоактивных элементов. Правда, они очень легко уложились в его таблицу, хотя он сам на первых порах сопротивлялся их включению. Но всегда ли таблица Менделеева будет так легко принимать новые элементы? Или когда-нибудь обнаружат элемент с такими невероятными характеристиками, что всю таблицу придется переделывать?

Кто может рассказать мне, что значит в наше время открыть новый элемент и сколько подобных открытий следует ожидать в будущем? Мне необходимо отыскать еще живых открывателей элементов и их последователей, все еще продолжающих этот поиск, так как построение периодической таблицы – процесс незаконченный. И тут я делаю одно весьма озадачивающее открытие: хотя я сам химик по образованию, мне неизвестно ни одного имени открывателей последних элементов в таблице. Я знаю имена крупных астрономов и генетиков из публикаций в прессе. А пионеры химической науки не известны никому. Дело тут не только в том, что количество открытий в последнее время резко снизилось. На протяжении большей части XIX столетия обнаруживали в среднем один-два элемента в год. В XX количество открытий сократилось до одного элемента в три года. Дело, скорее, в том, что элементы теперь открывают группами: по несколько элементов несколькими коллективами ученых. Поэтому вряд ли какой-то отдельный исследователь в наше время может претендовать на честь называться открывателем нового элемента.

Единственным, кто, пожалуй, может быть возведен ныне на подобный пьедестал – это коллега и последователь Сиборга, Альберт Гиорсо. Он вступил в команду Сиборга на военной базе в Иллинойсе, части Манхэттенского проекта, в 1944 г. и к 1971 г. был одним из участников открытия элементов от 95 до 105-го, включая лоуренсий, резерфордий и дубний. Когда очередь дошла до элемента с номером 106, Гиорсо обратился к своему наставнику с вопросом, как он отнесся бы к названию «сиборгий». Сиборг, который вряд ли сомневался, что когда-нибудь данная идея обязательно придет в голову кому-то из его учеников, заявил, что он

…невероятно тронут. Подобная честь гораздо выше любой премии и награды, так как она вечна. Она будет существовать столько, сколько будет существовать периодическая таблица. Во вселенной всего чуть больше сотни известных элементов, и лишь небольшая их горстка названа в честь ученых.

В свои 93 года Гиорсо сохраняет рабочий стол в Национальной Лаборатории имени Лоуренса в Беркли. И я написал ему письмо, в котором перечислил все свои вопросы. Увы, он не ответил.

После сиборгия лавры за открытие следующих шести элементов получил Институт исследования тяжелых ионов в Дармштадте в Германии. Руководителем научных экспериментов в Центре в 1980-1990-е гг., когда делались названные открытия, был Петер Армбрустер. На сей раз мне повезло больше. Однако в беседе со мной Армбрустер решительно отверг честь называться открывателем элементов: «Я лично их не открывал. Я был всего лишь одним из участников рабочей группы». Зато он удивил меня, сообщив, что у открытия до сих пор есть тот самый потрясающий момент откровения, когда исследователи понимают, что стали свидетелями появления чего-то нового. В 1981 г. он вместе с группой физиков-ядерщиков пытался создать элемент с номером 107. В те времена в лаборатории использовались не молчаливые экраны компьютеров, демонстрирующие результаты эксперимента, а шумные принтеры. Когда оборудование зарегистрировало распад короткоживущего атома, «мы услышали последовательность щелчков». И не были ли эти щелчки чем-то еще более поразительным, нежели свечение нового элемента в спектроскопе?