Dr Krunoslav Subotiæ, istra¾ivaè Periodiènog sistema
Kada je, pre 70 godina, shvaæeno da
postojeæa tablica prirodnih elemenata predstavlja samo ostatak
iz perioda dugog oko 4,5 milijardi godina - koliko pribli¾no
postoji planeta Zemlja - nauènici su krenuli u potragu za
elementima koji su u pro¹losti verovatno postojali a u
meðuvremenu se raspali. Rusko-amerièki tim nauènika u
laboratoriji u Dubni veæ godinama spaja vrhunac ljudskog
znanja i tehnolo¹kog umeæa. Jedini "uljez" u ovom timu je
ujedno i njihov glavni istra¾ivaè - na¹ nauènik dr Krunoslav
Subotiæ, koji je za "Planetu" potvrdio da su uspeli da stvore
118. element Periodiènog sistema.
Dr Krunoslav Subotiæ: nauka u potrazi za elementima
koji su u pro¹losti verovatno postojali
Na poèetku potrage za novim elementima, prvi znaèajniji
uspeh bilo je stvaranje plutonijuma, koji je imao veliku
vrednost za nuklearne, pre svega vojne svrhe.
U seriji novih poku¹aja stiglo se do devedesetdevetog
elementa. To je relativno lako uraðeno u nuklearnim
reaktorima, dodavanjem neutrona i posmatranjem raspada.
Meðutim, kada se govori o stvaranja novih elemenata, nagla¹ava
dr Subotiæ, mora se krenuti od èinjenice da nijedan element
Periodiènog sistema, posle 92. (uranijuma), ne postoji u
prirodi - po¹to su nepostojani.
- Novootkriveno elementi bili su sve nestabilniji ali se
pojavio takozvani "©elov" model koji je govorio da nuklearna
materija ima izuzetnu stabilnost pri odreðenoj kombinaciji
broja neutrona i protona. Odnosno, da æe element atomskog
broja 114 biti veoma stabilan. Ta pretpostavka dala je pojam
"ostrvo stabilnosti" koji je znaèio da æe se vreme poluraspada
tog elementa veoma produ¾iti - nagla¹ava dr Subotiæ.
Igla u plastu sena Upro¹æeno govoreæi, novi element u poèetku se pravio tako
¹to su se dva postojeæa elementa spajala fuzijom. Zbir
njihovih protona i neutrona davao je osobine novog elementa,
¹to je bilo moguæe do granice odreðene Kulonovim (odbojnim)
silama.
Mendeljejevljevo nasleðe
Genijalni ruski hemièar Dimitrij
Ivanoviè Mendeljejev, polovinom 19. stoleæa, formulisao
je Periodièni sistem prirodnih elemenata u kojem su
vodoravno upisani maseni brojevi, a uspravno hemijska
sliènost. Tabela koju je nauènik, prema sopstvenom
priznanju, posle mnogo godina istra¾ivanja video u snu,
imala je mnoga prazna mesta ali je Mendeljejev
nepogre¹ivo predvideo kojim æe elementima biti
popunjena.
Do otkriæa radioaktivnosti, u tablicu
su uvr¹æena 92 elementa koji su se u stabilnom obliku
mogli naæi u prirodi. Nastavljaèi dela slavnog hemièara
utvrdili su da su atomi poslednji deljivi sastojci
elementa sa istim hemijskim osobinama. Njih odreðuje
atomski broj koga èini zbir protona, dok je maseni broj
zbir protona i neutrona u jezgrima.
U osnovnom obliku, koji ðaci uèe u
¹koli, tabela kao 1. element ima vodonik sa masenim i
atomskim brojem jedan, dok poslednji 92. èlan tabele
jeste uranijum sa atomskim brojem 92 i izotopnim jezgrom
masenog broja 238. Ostali elementi, koji se nastavljaju
od 93. èlana do najnovijeg 118. oznaèeni su drugom bojom
ili na neki drugi slièan naèin kako bi ðaci stekli
pravilnu predstavu o tablici
elemenata
Da bi se prevazi¹lo to ogranièenje, stvoren je novi
postupak takozvanog bombardovanja. Tu se jedan element koji
predstavlja metu (uvek aktinid – novostvoreni element) gaða
drugim elementom koji predstavlja projektil (u Dubni se uvek
koristi izotop kalcijuma koji se inaèe ne mo¾e naæi u
prirodi). Kada se spoje dva jezgra, taj pobuðeni sistem mora
da otpusti neutrone da bi se stabilizovao. Ono ¹to nauènik
tada radi jeste merenje serije emitovanih alfa-èestica koje
moraju da imaju taèno predviðene energije, karakteristiène za
jezgro odreðenog novog elementa. Sve se to obavlja u
akceleratoru (ciklotronu koji stvara strahovito sna¾ne strujne
impulse) koji ubrzava projektil u taèno odreðenim vrednostima.
Bele¾eæi energije i vremena raspada i poluraspada, dolazilo se
do otkrivanja karakteristiène serije jezgra novog elementa.
- Za eventualno otkrivanje novog elementa eksperiment traje
pribli¾no mesec dana. To je kao da tra¾ite iglu u plastu sena.
Za bombardovanje je potrebno da skupite dozu od "deset na
devetnesti" èestica da biste ostvarili ceo postupak. Tada se
stvara i ogromna kolièina "ðubreta" podataka koje morate da
isèistite da biste na kraju na¹li iglu, koju sam pominjao,
kada i mo¾ete da ka¾ete: to je to!
Do elementa sa rednim brojem 114. stiglo se 1999. godine
tako ¹to je u ciklotronu laboratorije Dubna, nadomak Moskve,
"meta" od plutonijuma (244 Pu) bombardovana sna¾nim snopom
kalcijuma (48 Ca).
Novi element bio je milion puta stabilniji od prethodnog i,
posle skoro 50 godina, "©elov" model je potvrðen", ukazuje
glavni istra¾ivaè rusko-amerièkog tima koji predvodi ruski
akademik Jurij Oganesjan.
Ogromni tro¹kovi
Zave¹tanje vizionara
U svetu nuklearne fizike sto¾er otkrivanja novih
elemenata predstavlja rad amerièkog nauènika Glena
Siborga. Predsednik Amerièke atomske komisije, Siborg je
svojevremeno opisao kako izgledaju ve¹taèki elementi sve
do broja 168.
Danas u svetu postoje tri znaèajne laboratorije u
kojima nauènici, uz pomoæ nuklearnih akceleratora,
poku¹avaju da otkriju nove hemijske elemente: ruska
Dubna, centar nuklearne fizike za istoènu Evropu,
nemaèki Darm¹tat, prestonica nuklearne fizike za zapadnu
Evropu i moæni amerièki Berkli.
Siborgovo zave¹tanje nuklearnim fizièarima ovih
laboratorija jeste da otkriju za sada nepoznate
elemenata sa super-te¹kim jezgrima koje je opisao do
broja 168 - i na taj naèin posredno doðu do kljuènih
odgovora na pitanja koja su danas tajna za èoveèanstvo.
Prostor, vreme, redosled kosmièkih dogaðanja od Velikog
praska do danas...?
Iako je 114. element, u trenutku stvaranja, bio stabilan
samo 31 sekundu, istra¾ivanja nagove¹tavaju da bi jedan od
njegovih izotopa mogao da ima osobine sasvim stabilnog
elementa. O kakvim eksperimentima je reè, dovoljno govori
èinjenica da su se veèito sukobljene sile Rusija i SAD
udru¾ile na ovom projektu. Ne treba zaboraviti ni finansijsku
stranu po¹to je za jedan eksperiment potrebna elektrièna
energija u vrednosti od bar 2 miliona evra.
Novostvoreni elementi do broja 103. stvarani su u
kilogramima, pa u gramima, a danas se broje u atomima. Cena
stvaranja jednog grama novootkrivenog elementa broj 118.
iznosila bi zbir od neverovatnih sto milijardi dru¹tvenih
proizvoda planete kao ¹to je Zemlja(!), ukazuje vodeæi
istra¾ivaè rusko-amerièkog tima. Zbog toga se kao neminovno
nametnulo pitanje: kako opravdati takve eksperimente?
- Osnovni zadatak ovakvih i sliènih eksperimenata jeste da
opi¹u fizièku sliku sveta koji postoji a za koji ne znamo.
Kada pogledate plutonijum, vidite da je u trenutku otkrivanja
bio samo plod nauènog opita, a kasnije je na¹ao svoju primenu.
Danas nema nauke bez tehnologije i obratno. Zbog toga se i
obavljaju eksperimenti koji na kratke staze naizgled nemaju
opravdanje ali æe napretkom tehnologije ostvariti ogroman
praktièni pomak u ¾ivotu na¹e planete. Civilizacija postoji
zvanièno 12.000 godina, od kada se èovek uspravio na noge - a
sve ¹to danas simbolizuje civilizaciju nastalo je zahvaljujuæi
nauci, u poslednjih pedesetak godina!
Kada smo ga upitali ¹ta bi bila njegova poruka èitaocima,
dr Subotiæ je u dve reèenice naveo da bi bilo dobro da
postanemo svesni èinjenice da se paradigma u svetu menja. Od
globalizacije, preko nano nauka i tehnologija, do ekologije i
ekonomije. Na mikro planu, bilo bi dobro da porodice imaju
vi¹e dece kojoj æe umesto komfora pru¾iti priliku da steknu
¹to bolje obrazovanje, istièe èovek kome treba verovati.
U vreme dok Srbija i Crna Gora
slave titulu svetskog prvaka i prvaka Svetske lige u
vaterpolu, treba reæi da dana¹nji reprezentativci
nastavljaju slavnim putem koji je zacrtao Krunoslav
Subotiæ sa svojim sportskim prijateljima Mu¹katiroviæem,
Peri¹iæem, Sandiæem... Dr Subotiæ se u dresu "Partizana"
dva puta okitio titulom evropskog prvaka.
Sportska karijera bila je samo uvod za, èini se,
daleko uspe¹niju afirmaciju u svetu nauke. Naime, ovaj
roðeni Kotoranin se posle studija elektrotehnike 1969.
zaposlio u Institutu u Vinèi, gde je bio rukovodilac
brojnih projekata. U Vinèi je jedno vreme bio i
generalni direktor i te 2001. godine su, prema reèima
kolega, postavljene prave smernice u kojim pravcima ovaj
Institut treba da se razvija.
Uz brojne radove objavljene u svetu, bele¾imo da je
bio gostujuæi profesor na Univerzitetu u Mièigenu,
amerièkoj Nacionalnoj laboratoriji za superprovodne
ciklotrone i Institutu u Dubni. Otac je troje dece i
vrstan pijanista.
Za sebe ka¾e da je, mo¾da, suvi¹e racionalan ali da
su najte¾i zadaci - bilo u sportu, roditeljstvu ili
nauci - jedini i pravi izazovi.
Vladimir Jovanoviæ