Обнаружены следы ультратяжёлых ядер галактических космических лучей

При исследовании метеоритных обломков, содержащих кристаллы оливина, российские физики нашли и идентифицировали треки трёх ядер галактических космических лучей с зарядом, попадающим в интервал от 105 до 130.

Специалисты Физического института им. П. Н. Лебедева (ФИАН) и Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского обнаружили следы естественных ультратяжёлых ядер галактических космических лучей при исследовании метеоритных обломков.

«Искусственные» сверхтяжёлые элементы можно получать, к примеру, путём нейтронного синтеза — облучения тяжёлых ядер нейтронами, за которым следует бета-распад, образование протона и повышение заряда ядра на единицу. Возможности этого метода оказались исчерпаны, когда экспериментаторы добрались до фермия, занимающего сотую позицию в периодической системе: образование следующих элементов требовало слишком больших плотностей потоков нейтронов и высоких энергий. Как показывают теоретические расчёты, необходимые для синтеза условия могут создаваться при взрывах сверхновых или в недрах пульсаров в результате облучения ядер в нейтронной среде огромной плотности (1020–1030 нейтронов на кубический сантиметр).

В лабораторных условиях сверхтяжёлые элементы также получают при столкновениях ускоренных ядер. Учёным, разумеется, хотелось бы подтвердить результаты этих опытов наблюдением аналогичных ядер в природе, и космические лучи предоставляют им такую возможность. «Конечно, поиск редких тяжёлых элементов в космических лучах остаётся сложной задачей, — комментирует участница исследования учёный секретарь ФИАН Наталья Полухина. — Решать её помогают метеориты, которые используются в качестве природных детекторов. Их возраст исчисляется сотнями миллионов лет, и просмотр всего одного кубического сантиметра метеоритного вещества может дать информацию о нескольких тысячах ядер тяжёлых элементов галактических космических лучей».

5,27-граммовый фрагмент палласита Marjalahti.
5,27-граммовый фрагмент палласита Marjalahti.

Детекторами в экспериментах российских физиков стали образцы двух палласитов — железно-никелевых метеоритов, имеющих вкрапления полупрозрачных кристаллов оливина. Возраст первого палласита (Marjalahti), попавшего на Землю в 1902 году, оценивается в 185 млн лет, а второго (Eagle Station), найденного в 1880-м, — в 300 млн.

Полупрозрачность оливина позволяет исследовать его на оптическом микроскопе, выделяя треки тяжёлых ядер. Последние проявляются в кристаллах в виде дефектов материала метеорита, возникающих вдоль следа частиц, после травления. Геометрические параметры треков прямо зависят от заряда частицы (чем он выше, тем длиннее — при неизменной энергии — будет трек), но одной лишь этой зависимости для идентификации ядер недостаточно, поскольку метеоритные кристаллы оливина обычно имеют небольшие (миллиметровые) размеры, уступающие длине следа тяжёлой частицы. Такое ограничение вынуждает учитывать при оценке заряда ядра дополнительную информацию о скорости травления трека.

Рассматривая палласиты, физики уже собрали данные примерно о шести тысячах ядер с зарядом более 55, распределение которых согласуется с данными других опытов. Наиболее интересный результат был получен совсем недавно: в кристаллах оливина обнаружились треки трёх ультратяжёлых ядер галактических космических лучей с зарядом, попадающим в интервал от 105 до 130. Этот факт подтверждает гипотезу о существовании «острова стабильности» природных трансфермиевых ядер.

Подготовлено по материалам ФИАН-информ.

14 Декабря 2011, 4:26    Den    16900    10

Комментарии (10):

Анатолий  •  23 Декабря 2011, 23:14

Когда десять лет тому назад в лаборатории "Протон 21" получили сверхтяжелые ядра, то ученых буквально освистали, обвинив во всех тяжких. А на поверочку то что выходит?

den  •  23 Декабря 2011, 23:58

К Анатолий от 23 Декабря 2011, 23:14

Про "Протон 21" я слышал, и даже читал их "научные результаты", так вод это полный бред и ересь. К примеру они говорили что на ускорители с максимальной энергией порядка 10 кэВ могут получать всё что угодно, и из гвоздей делать золото. В космосе же энергии порядка $10^{20}$ эВ и образование чего угодно (что не запрещено законами сохранения) возможно.

Анатолий  •  24 Декабря 2011, 0:43

К den от 23 Декабря 2011, 23:58

Что бы что то утверждать о "бреде и ереси" надо хотя бы почитать о предмете разговора. Прежде всего у них нет ускорителя! 

Den, неужели Вы считаете себя умнее профессоров из комиссии министерства науки, проверявших работу лаборатории? 

den  •  24 Декабря 2011, 1:20

К Анатолий от 24 Декабря 2011, 0:43

К несчастью с некоторыми из этих академиков я знаком лично.

У них есть источник частиц с  указанном мною энергией, если не хотите можете не называть это ускорителем.

Я еще, я осведомлен об этой деятельности, и к счастью она не получила финансирования.

К тому же В Украине нет министерства науки, а есть министерство образования и науки, а деньги они клянчили у Академии Наук.
Анатолий  •  24 Декабря 2011, 13:44

К den от 24 Декабря 2011, 1:20

Прокомментировать результаты экспериментов, полученные сотрудниками Лаборатории электродинамических исследований, мы попросили авторитетных ученых.

Иван Вишневский, директор Института ядерных исследований НАН Украины, академик НАНУ:
- Представленные результаты впечатляют, тем не менее еще возникают некоторые вопросы, на которые в ходе дальнейших экспериментов нужно искать ответы. По моему мнению, это очень многообещающее направление, и эти исследования следует продолжать.

Владимир Высоцкий, профессор радиофизического факультета Киевского национального университета им.Т.Шевченко:
- Я занимаюсь теоретической обработкой полученных результатов, прогнозированием и моделированием механизмов ядерных превращений. Желая провести независимое исследование наших образцов, мы обратились к коллегам из России. Проводилось оно в одном из специализированных институтов, который находится в подчинении министерства атомной промышленности РФ. Там очень хорошие специалисты, имеется соответствующая аппаратура. Надо сказать, встретили они нас с полным скепсисом, мол, что-то вам там привиделось: Тем не менее результаты измерений вызвали у экспериментаторов полнейшее изумление - большинство элементов имело аномальный изотопный состав, что означало: изотопы не природного происхождения. Были зарегистрированы стабильные изотопы с массами от 250 до 280. Кстати, 280 - это предел их измерительных приборов. Результаты этих исследований зафиксированы документально.

Николай Новиков, директор Института сверхтвердых материалов НАН Украины, академик НАНУ:
- Считаю, что лаборатории удалось создать изумительное устройство, позволяющее концентрировать в очень малом объеме огромную энергию и производить превращение вещества. Насколько глубокое изменение этого вещества, как и почему оно происходит, - это предмет дальнейших исследований. И конечно, было бы хорошо, если бы в этих исследованиях приняло участие значительно большее количество ученых и специалистов.
Сегодня отношение к заявленным результатам - от полного неприятия до полного восторга. И в этом нет ничего удивительного. Новое в науке далеко не всегда и не сразу получало понимание. Принцип лазерной генерации поначалу тоже не признавали, а сегодня лазер почти бытовая вещь. Другой пример - из области, которой я непосредственно занимаюсь. Как известно, за счет высоких давлений графит преобразуется в алмаз. Двести лет пытались это сделать и ничего не получалось. Наконец, нашли обходной путь - и проблема была решена. Примерно такая же идеология и в данном случае - среда должна не противодействовать, а помогать в преобразовании вещества. В целом результаты научных экспериментов свидетельствуют, что это очень перспективный путь.

Петр Фомин, заведующий отделом астрофизики и физики элементарных частиц Института теоретической физики НАН Украины, член-корреспондент НАНУ:
- Поначалу у меня был скепсис, но сегодня результаты экспериментов не вызывают сомнения. Получен целый спектр необычных, потрясающих эффектов. Причем они наблюдаются систематически, что дает убеждение: открыто действительно новое физическое явление. Его прикладные возможности колоссальны. Сегодня мы просто не можем это даже представить. 

 C  

Анатолий  •  24 Декабря 2011, 14:03

К den от 24 Декабря 2011, 1:20

Вот видите, в Вашем представлении "счастье" это когда нет развития.

Министерство науки было в 2003 году - все течет, все изменяется.

Ускорителем можно назвать устройство посредством электромагнитного поля передающее энергию в течении какого то времени заряженной частице, разгоняя ее. В установке протоновцев нет ни одного из перечисленных признаков.

Я лично знаком с председателем той комиссии. Так вот этот профессор совершенно не производит впечасления бестолкового человека. Кстати в той комиссии академиков не было.  

den  •  24 Декабря 2011, 17:22

 

Прочитал, как мне кажется логичное объяснение всей деятельности "Протон 21," но в начале краткая справка. 
 
"Протон 21" это частное НИИ в Киеве, финансируемое местным олигархом (штат - около 100 человек, сумма инвестиций за 10 лет - более 10 млн. долларов), и изучающее невероятные с точки зрения стандартных физических теорий низкоэнергетические ядерные реакции. 
 
Менеджмент группы Приватбанка, известный своим деловым рационализмом, оказался таинственным инвестором научной лаборатории “Протон-21”, наделавшей много шума своими изысканиями в области холодного термоядерного синтеза.
 В результате обстрела пучками электронов медных мишеней в вакууме те взрываются, в результате взрыва образуются другие химические элементы, и выделяется энергия, многократно превышающая подведённую.  
 
Лаборатория электродинамических исследований “Протон-21” выделилась из Института ядерных исследований Национальной Академии наук Украины (НАНУ) в 1999 году, и на ее базе с привлечением частных инвестиций была создана компания “Протон-21” Ltd. Ее руководитель — кандидат технических наук Станислав Адаменко — вывел свою группу в свободное плавание, чтобы реализовать идею “холодного термояда” — термоядерного синтеза, инициируемого малыми энергетическими импульсами. Эта идея волновала умы ученых несколько десятилетий, но после множества неудач ортодоксальная наука признала ее нереалистичной. Поэтому хотя Адаменко и предлагал как будто непротиворечивое решение проблемы, в условиях НАНУ к этому решению относились как к очередной идее создания вечного двигателя. 
Ну а теперь поподробнее.

Нуклеосинтез или «эффект пылесоса»?


В своем № 29 ВТГ опубликовала объемное интервью, взятое журналистом Натальей Шаплыченко у руководителя частной физической лаборатории «Протон-21» Станислава Адаменко.


Оно озаглавлено «Сверхновые звезды рождаются на украинской земле, но здесь они, похоже, никому не нужны, кроме тех, кто их зажигает». Этот заголовок уже сам по себе бросает вызов украинскому научному сообществу, и было бы странно, если бы он остался без ответа.

Суть экспериментов Адаменко состоит в том, что небольшая цилиндрическая мишень, диаметром около 0,5 мм изготовленная из достаточно чистого металла – в данном случае меди (чистота – несколько девяток) – подвергается воздействию высокоэнергетичного электронного пучка из импульсного ускорителя электронов с поперечником, много меньшим поперечника мишени. Энергонасыщенная электронная «нанопуля» бьет в центр основания цилиндрической мишени. Мишень при этом плавится с образованием микроплазменного сгустка, который мгновенно разбрызгивается в объеме вакуумной камеры. Часть брызг попадает на накопительный экран, размещенный позади мишени. Так как количество вещества, попадающего на экран в одном эксперименте невелико, эксперимент повторяется несколько раз. С этой целью вакуумная камера установки разгерметизируется. Вместо разрушенной мишени устанавливается новый образец. Вакуумная камера откачивается. В очередной раз генерируется электронный импульс. Мишень вновь разрушается. Все разрушенные мишени и микробрызги, попавшие на накопительный экран, исследуются на предмет  их химического элементного состава. Этот состав всегда оказывался удивительным. На поверхности мишеней и на микробрызгах, на накопительном экране, качественно и количественно обнаруживаются химические элементы, которых изначально в веществе мишени (меди) не было, и из этого удивительного состава делаются еще более удивительные выводы об управляемой трансмутации химических элементов и их изотопов. Станислав Адаменко результаты своих исследований назвал «Несиловым» методом управляемого нуклеосинтеза».

Прежде всего, заметим, что взаимодействие высокоэнергетичных электронных пучков с твердыми телами действительно является интересным и давно исследуемым разделом экспериментальной и теоретической физики, в котором было (и еще будет!) обнаружено много интересного, поэтому его усилия в этом направлении можно только приветствовать, тем более, что ему и его сотрудникам удалось создать отличную экспериментальную машину с экстремальными параметрами. Но дело в том, что на работы С. Адаменко по «Несиловому» методу управляемого нуклеосинтеза» существуют отрицательные экспертные заключения. Они даны Отделением физики и астрономии НАНУ и Национальным Научным Центром «Харьковский физико-технический институт». Основная причина отрицательного мнения экспертов – отсутствие какой бы то ни было внятной физической гипотезы на основе существующих фундаментальных представлений физики для объяснения природы этого невероятного элементного состава микробрызг по отношению к исходному материалу мишени и накопительного экрана. Поспешные же предположения о принципиальной фундаментальной новизне наблюдаемых фактов противоречат древнему принципу научной методологии, известному как «бритва Оккама» и гласящему, что «не следует умножать сущностей сверх необходимого».

Сегодня можно высказать более или менее внятную гипотезу о появлении несвойственных материалу мишени и накопительного экрана химических элементов. Один из авторов настоящей заметки (В. Шулаев) в свое время лично посетил лабораторию «Протон-21», в том числе и те помещения, в которых проводились эксперименты. Ознакомление с лабораторными помещениями и дало толчок к изложенным ниже выводам о возможных источниках этих химических элементов.

Сразу же обратим внимание читателя на то, что для проведения прецизионных исследований, результаты которых зависят от химического элементного состава любых веществ, требуется принятие специальных мер. Первая мера связана с тем, что такие исследования следует проводить в помещениях, попадающих в категорию «сверхчистые». Что это такое, легко понять, ознакомившись с несколькими фактами. Атмосферный воздух, которым мы дышим, кроме основных газовых компонентов (кислород, азот и др.), содержит также огромное число взвешенных нано- и микрочастиц разной природы: неорганической пыли, различных видов аэрозолей, микроорганизмов, вирусов, бактерий и др. По данным, полученным в Токийском университете, концентрация таких частиц размером около 0,1 мкм и выше в атмосферном воздухе достигает 3,5*109 м-3 ' . Источник этой информации –  монография «Чистые помещения» под ред. проф. И. Хаякавы, выпущенная издательством «Мир» в 1990 г. Однако каждый из нас и так прекрасно знает об этом, исходя из собственного опыта, с раздражением наблюдая в лучах солнечного света мириады пылинок в собственной квартире или на поверхности полированного стола. Природа появления в воздушной атмосфере пылинок, аэрозолей, биологических микроорганизмов может быть самой разнообразной: индустриальные дымы, выхлопные газы автомобилей, пылинки неорганического происхождения из почвы и др. Самыми мощными генераторами различных видов малых частиц в атмосфере являются люди. Весь этот конгломерат малых частиц содержит практически всю периодическую таблицу элементов Д. И. Менделеева. Кроме того, в случае производственных и лабораторных помещений нужно учесть другие источники генерации нано- и микрочастиц. Например, в случае, имеющем отношение к нам, частицы железа малых размеров возникают в большом количестве при закручивании или откручивании стальных болтов. Если их периодически взвешивать, можно зафиксировать убыль массы болтов. Со слов Станислава Адаменко известно, что вакуумная камера импульсного ускорителя электронов на болтовых соединениях открывается и закрывается около 20 раз в сутки. Нано- и микрочастицы железа оседают на медной мишени, накопительном экране и внутренних стенках вакуумной камеры. Генерация нано- и микрочастиц золота происходит при истирании гаечным ключом обручального кольца усердного лаборанта вакуумной установки. Эффект тот же самый, что и в случае частиц железа. При наличии платинового обручального кольца есть надежда обнаружить и наличие платины, как на мишени, так и в микробрызгах меди на накопительном экране. Другим источником наночастиц благородных металлов являются ювелирные украшения персонала лаборатории. Интенсивным источником пылевого загрязнения является также одежда персонала и его производственная деятельность.

Впервые с пылевыми эффектами столкнулись на заре микроэлектроники
более 50 лет назад, когда стало ясно, что они являются основной причиной брака микросхем. В 1965 году в Японии были созданы первые технологические помещения, в которые поступал воздух, подвергавшийся очистке высокоэффективными фильтрами. В них убиралась не только пыль и аэрозоли, но также уничтожались всевозможные биологические микрообъекты. За прошедшие 40 лет количество всевозможных малых частиц в производственных помещениях такого типа было уменьшено до фантастического уровня. В производственных помещениях, которые относятся к категории 10 (сверхчистые), допустимо присутствие не более 35...350 частиц на кубический метр воздуха, при размерах частиц порядка 0,1 мкм. Производственный персонал одет в специальную одежду, исключающую выделение любых пылевидных частиц. Органы дыхания и рот закрыты специальными масками.

В ходе посещения лаборатории «Протон – 21» Шулаев В. М. обратил внимание на то, что помещения, в которых ведутся прецизионные исследования, являются обычными. В них не предпринято никаких мер по созданию специальных условий по зашите воздушной атмосферы от загрязнений. Воздух лабораторных помещений ничем не отличался от воздуха обычного складского помещения или сарая, где хранится хозяйственный инвентарь фермера. Поэтому при открывании вакуумной камеры импульсного ускорителя электронов чистые поверхности мишени и накопительного экрана становятся коллекторами этой пыли. Она оседает на всех доступных местах. Механизм ее прилипания давно известен и имеет электростатическую природу. Таким образом, чистые поверхности при контакте с атмосферой выступают в роли «пылесоса» При этом малые частицы не обнаруживаются визуально, но зато легко детектируются рентгеновским микроанализатором при исследовании их химического элементного состава. Например, наночастицы золота фиксируются самостоятельно на растровых электронно-микроскопических изображениях. Если бы золото осаждалось из плазменного микрофакела, то оно должно было бы находиться в меди в состоянии твердого раствора замещения, как в любом ювелирном украшении. Это свидетельство артефактной природы наночастиц золота на накопительном экране. То же самое относится и к обнаружению других малых частиц. Все они дискретно распределены на микробрызгах меди. Они могут располагаться либо на поверхности, либо замуровываться в их объем в результате многократного микроразбрызгивания медных мишеней. В любом случае, исходя из анализа растровых электронно-микроскопических изображений микробрызг меди, можно сделать однозначный вывод о том, что эти малые частицы не были компонентом микроплазменного факела.

Таким образом, в экспериментах С. Адаменко, хотя он сам, по-видимому, об этом не догадывается, в течение многих лет имеет место проведение мониторинга загрязнения воздушной атмосферы самых обыкновенных, рядовым образом убираемых лабораторных помещений, об особой чистоте воздуха в которых никто и никогда не заботился. Поэтому, на наш взгляд, прежде чем подвергать результаты, полученные в лаборатории, проверке серьезной международной комиссией и выдвигать какие бы то ни было гипотезы, лежащие за пределами «старой», а фактически – сегодняшней – физики, следовало бы исключить этот «эффект пылесоса».

Валерий Шулаев, к.ф.м.н., с.н.с.
Валерий Тырнов, к.ф.м.н., доцент
Анатолий  •  25 Декабря 2011, 0:48

К den от 24 Декабря 2011, 17:22

Когда человек хочет что то сделать или что то поддержать он ищет способ. Когда он не хочет чего то делать или хочет что то опровергнуть он ищет причину. Несомненно пыль вносит некоторую лепту нестабильности в результаты этих экспериментов. Но хотелось бы спросить вышеподписавшихся кандидатов наук, какая пыль, по их мнению, стала причиной тому, что радиоактивные мишени после обстрела их пучком электронов уменьшали свою радиоактивность почти наполовину? Так, что очень просто объяснить результаты экспериментов не получится. Совершенно ясно только одно - надо продолжать исследования.

 den, я рад, что мои коментарии внесли некоторую ясность в вопросе трансмутации и в Вашу голову. Уверен, что Вы впредь не напишите о протоновцах тех слов, которые Вы употребляли в первом своем коментарии в этой теме.

Кстати мишени были не цилиндрической а сферической формы

den  •  25 Декабря 2011, 1:09

К Анатолий от 25 Декабря 2011, 0:48

В общем насколько я понял, каждый остался при своем мнении.

Анатолий  •  25 Декабря 2011, 13:14

К den от 25 Декабря 2011, 1:09

Мнение без исчерпывающей мотивации это эмоции, которые в свою очередь нельзя считать инструментом настоящего ученого.

Мельчают ученые, к большому сожалению! 

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите или зарегистрируйтесь пожалуйста.