Элементы большой науки: ОИЯИ отметил 70-летие

Объединенный институт ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне учредили 26 марта 1956 года 11 стран, сейчас их 15. В преддверии 70-летия состоялась очередная сессия Комитета полномочных представителей правительств государств — членов ОИЯИ. Пригласили журналистов — рассказать о флагманских научных проектах: открытии новых химических элементов, запуске экспериментов на ускорителе NICA и др.

Полномочные представители, прибывшие в Дом международных совещаний ОИЯИ, похоже, были рады видеть друг друга после недолгой разлуки: прошлая сессия комитета прошла в декабре 2025‑го на Кубе. «Исследовательская программа ОИЯИ объединяет десятки стран, несмотря на любые сложности, потому что для всех нас наука прежде всего, — подчеркнул директор института академик РАН Григорий Трубников. — Сегодня, чтобы оставаться современным и конкурентоспособным научным центром, наш институт должен не только укреплять фундаментальную базу, но и непрерывно расширять международное сотрудничество, создавая новые проекты и форматы взаимодействия с партнерами». А проектов и замыслов много.

Облучать, ускорять, изучать

Сегодня в лаборатории ядерных реакций готовятся к экспериментам по синтезу 119‑го и 120‑го элементов таблицы Менделеева. Сверхтяжелые элементы получают, бомбардируя мишени из трансуранов тяжелыми ионами в ускорителях.

«Мы выбрали в качестве мишени изотоп берклия, который уже наработал для нас институт «Росатома» в Димитровграде на реакторе СМ‑3, — сообщил Григорий Трубников. — В конце апреля — начале мая около 25 мг берклия должны привезти в Дубну. Эксперимент начнется в середине мая, в сентябре-октябре будут объявлены первые результаты. Надеюсь, нам будет чем всех порадовать».

Готовится к запуску новый ускорительный комплекс ДЦ‑140 для прикладных исследований. «Планируем в этом году начать с нашими индустриальными партнерами эксперименты по изучению радиационной стойкости микроэлектроники, — продолжил директор ОИЯИ. — В планах огромный объем совместных работ с «Росатомом» по изучению конструкционных материалов для инновационного ядерного топлива. И комплекс работ по биомедицине и биотехнологиям — разработка трековых ядерных мембран».

Продолжается развертывание глубоководного нейтринного телескопа Baikal-GVD. За 10 лет объем установки увеличился до 0,8 км³, сегодня она включает немногим менее 5 тыс. оптических детекторов на глубине 1,3 км озера Байкал. Идут переговоры с Китаем (страна активно сотрудничает с ОИЯИ) о возможности создания на базе Baikal-GVD установки нового поколения объемом до 30 км³.

В 2025‑м запустили новый ускорительный комплекс NICA, в феврале этого года в ходе пусконаладочных работ впервые была достигнута одновременная циркуляция встречных пучков ядер ксенона в кольцах коллайдера. Это подтверждает соответствие характеристик всех основных систем коллайдера техническим требованиям.

NICA своими глазами

Экскурсия на NICA — следующий пункт программы. Сергей Мерц, ведущий научный сотрудник Лаборатории физики высоких энергий ОИЯИ, демонстрирует журналистам большой синий металлический цилиндр — сверхпроводящий магнит. Из нескольких сотен таких магнитов собрано кольцо коллайдера периметром более 500 м.

«Внутренняя конфигурация магнитов отличается: какие-то нужны, чтобы пучок частиц завернуть, другие — чтобы сжать в поперечной плоскости, — объяснил Сергей Мерц. — Внутри каждого цилиндра две трубы: по одной пучки тяжелых ионов бегут в одну сторону, по другой — в другую. В зоне эксперимента они будут сталкиваться». В столкновениях будет рождаться кварк-глюонная плазма — особое состояние материи, существовавшее сразу после Большого взрыва. Ее изучение позволит ученым узнать, какими были первые мгновения жизни Вселенной.

Фиксировать столкновения будет многоцелевой детектор (Multi‑Purpose Detector, MPD), сборка и тестирование которого сейчас идут в новом здании ускорительного комплекса. «Вес MPD в сборе составит порядка 1,2 тыс. т. Самая большая и тяжелая деталь — ярмо магнита весом около 800 т и диаметром почти 7 м. Его выковали в Италии и оттуда морем отправили в Дубну», — продолжил Сергей Мерц. Монтаж MPD рассчитывают завершить в сентябре. «Первый большой физический эксперимент на NICA мы планируем в четвертом квартале этого года», — добавил Григорий Трубников.

Наука без барьеров

Пресс-тур завершила пресс-конференция с участием представителей ОИЯИ из России, Кубы, Казахстана, Румынии и Грузии. Журналистов интересует, как геополитическая обстановка в мире влияет на работу международного института. «Политики некоторых стран сочиняют законы, которые ограничивают их собственных ученых. Барьеры или санкции в отношении фундаментальной науки наносят вред в первую очередь тем, кто их устанавливает, — уверен Григорий Трубников. — У нас в институте сейчас работают граждане 36 стран мира. К счастью, наш устав позволяет людям независимо от национальности участвовать в глобальных проектах».

«Фундаментальная наука — общечеловеческая, — добавил полномочный представитель Грузии в ОИЯИ Арсен Хведелидзе. — Закрытость повлекла бы гибель для института. То, как ОИЯИ в эти непростые времена функционирует, — образец для всех международных организаций, не только научных».

Об оганесоне и других сверхтяжелых

За неделю до 70-летия ОИЯИ Юрий Оганесян, научный руководитель лаборатории ядерных реакций, академик РАН и единственный в мире здравствующий ученый, чьим именем назван химический элемент (118‑й, оганесон), отметил круглую дату: ровно 70 лет назад он окончил Московский инженерно-физический институт. Ради такого дня ученый отложил все дела и приехал в альма-матер, где прочитал студентам и аспирантам лекцию «Синтез сверхтяжелых ядер». Перед этим ректор Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» Владимир Шевченко вручил гостю личное дело из архива.

За время академической пары лектор крупными мазками изложил историю человеческих воззрений на атомную структуру: от тезисов жившего около 2,5 тыс. лет назад Демокрита до учитывающих релятивистские эффекты современных расчетов вращения электронов по атомным орбитам. Основное внимание докладчик уделил экспериментальным проблемам синтеза сверхтяжелых элементов: он требует нескольких лишних по сравнению со стабильными изотопами нейтронов как в выходящем из ускорителя пучке ионов (обычного кальция‑48), так и в облучаемой мишени из плутония‑244. «Чтобы вести эти исследования достаточно быстро, нужна отдельная фабрика сверхтяжелых элементов. Другого выхода нет, я понял это в 2012 году, — отметил Юрий Оганесян. — Наш циклотрон ДЦ‑280 в составе этой фабрики ввели в эксплуатацию в 2020 году, он на порядок мощнее всех установок-конкурентов в мире суммарно».

Дубнинская машина позволяет получать во время эксперимента несколько десятков сверхтяжелых атомов в сутки. Эти работы могут приблизить ученых к пониманию путей достижения так называемого острова стабильности — области еще не сформированного участка таблицы Менделеева сверхтяжелых химических элементов с большими атомными номерами, для которых теория предсказывает большие времена стабильной жизни. В природе их пока обнаружить не удалось.

Цветы к юбилею

В честь 70-летия ОИЯИ ученые-селекционеры Никитского ботанического сада вывели два новых сорта декоративных растений. Хризантема «Дубна» — яркого золотисто-оранжевого цвета. Теплая цветовая гамма растения, поясняют селекционеры, подчеркивает преемственность поколений и значимость пути, который прошли Дубна и ОИЯИ за 70 лет. Роза NICA — насыщенного розово-малинового оттенка. Ее окраска отсылает к визуальным образам экспериментов на коллайдере: вспышкам высокоэнергетических столкновений и трекам заряженных частиц в детекторах.