6 сентября 2024 года — 85 лет со дня кончины Рихарда Иоганновича Свинне (10.03.1885, Рига, Российская империя — 06.09.1939, Берлин, Германия), ученого в области физической химии. Из семьи железнодорожного служащего. О его детстве сведений не найдено. Известно, что учился юный Свинне в Николаевской гимназии в Риге, а после ее окончания в 1903 году поступил в Рижский политехнический институт, сначала на коммерческое, а затем на химическое отделение.
Наукой он начал интересоваться еще на младших курсах института. Первая научная статья молодого Свинне, опубликованная в «Журнале Русского физико-химического общества» в 1909 году, посвящалась разработанной автором методике изучения солей мышьяка — определению арсенатов в присутствии арсенитов при помощи магнезиальной смеси.
Одновременно с учебой в институте он работал личным ассистентом знаменитого физико-химика Павла Ивановича (Пауля) Вальдена (1908–1911). Дальнейшими исследованиями молодого ученого, относящимися к проблемам молекулярной диссоциации в жидкостях и электрохимии неводных растворов также руководил академик Вальден.
Уже тогда Рихард Свинне, заинтересовавшись явлениями радиоактивности, провел в 1910 году исследования радиоактивности водных источников Латвии, Эстонии, Псковской и Новгородской губерний. В 1911 году он пытался сформулировать общие законы радиоактивного распада.
После окончания института весной 1912 года Свинне получил двухгодичную научную командировку в Тюбингенский университет для приготовления к профессорской деятельности по кафедре физики и работал там под руководством известного спектроскописта профессора Фридриха Пашена. А в середине 1913 года, благодаря Пашену, продолжил занимался теоретическими и экспериментальными исследованиями разрядных излучений во вновь открытом Радиологическом институте при Гейдельбергском университете, которым руководил лауреат Нобелевской премии по физике Филипп Ленард. Здесь Свинне познакомился и подружился с выдающимся немецким физиком Вальтером Косселем.
В 1914 году Рихард Иоганнович первым из ученых высказал гипотезу о существовании «островков относительной стабильности» ядер сверхтяжелых трансурановых элементов и пытался обнаружить такие элементы в объектах космического происхождения, а также искал взаимосвязь между спектральными переходами, фосфоресценцией и строением электронной оболочки химических элементов. В июне 1914 года незадолго до начала Первой мировой войны на заседании Гейдельбергского химического общества, проходившем под председательством профессора Теодора Курциуса, был заслушан доклад Свинне о зависимости продолжительности жизни радиоактивного элемента от его атомной массы.
Советские ученые — физикохимик академик И.В.Петрянов-Соколов и химик Д.Н.Трифонов в своей книге «Великий закон» (1976), отмечая научные заслуги Свинне в этой области, писали: «Вернемся на несколько десятилетий назад, в ту эпоху, когда искусственного синтеза еще не было и ученые спорили, существуют ли в природе элементы тяжелее урана. Большинство полагало, что вряд ли: ведь эти элементы вследствие сильной радиоактивности давно должны были бы распасться, превратиться в более легкие. Но находились исследователи, которые отваживались на весьма дерзкие предположения.
В самом деле, среди всех природных радиоактивных элементов наиболее тяжелые (торий и уран) и самые долгоживущие. Значит, нельзя утверждать, что чем тяжелее элемент, тем сильнее он проявляет радиоактивность. Возникал вопрос: почему ближайшие трансурановые элементы должны быть гораздо более короткоживущими, чем уран? Какие основания для такого утверждения? Да, собственно, никаких. Зарождавшаяся ядерная физика не могла еще выдвинуть приемлемых объяснений. Если сравнить между собой периоды полураспада природных изотопов всех радиоактивных элементов от полония до урана, то мы получим хаотический набор чисел, не подчиняющийся никакой закономерности.
И все-таки физикохимик Рихард Свинне в 1913–1914 гг. такую закономерность отыскать попытался. Судьба этого почти забытого ныне латышского ученого сложилась так, что почти всю свою жизнь он работал в Германии. Свинне провел очень скрупулезный анализ поведения и свойств радиоактивных изотопов. В те времена было известно лишь два вида радиоактивных превращений: α-распад и β-распад. Так вот, Свинне обнаружил: в радиоактивных семействах наблюдается более или менее правильное чередование этих видов. Но главный его вывод заключался в том, что после нескольких короткоживущих изотопов появлялся как бы островок более долгоживущих. К одному из островков принадлежат торий и уран.
Придя к такому заключению, Свинне решил шагнуть за уран. По его выкладкам, следующих островков можно было ждать у неизвестных элементов с порядковыми номерами 98–102 и 108–110.
Никто не принял всерьез этих рассуждений. Но Свинне пошел еще дальше: он стал искать эти элементы в природе. Он исследовал пыль космического происхождения, собранную на ледниках Гренландии известным полярным путешественником Норденшельдом. В 1925 г. Свинне сообщил: в рентгеновском спектре пыли обнаружены линии, которые, по-видимому, принадлежат элементу с порядковым номером 108 (!).
Лишь в середине 60-х годов вновь появилась на свет эта идея-гипотеза об островках относительной стабильности элементов с очень большими порядковыми номерами.
Ученые решили распространить оболочечную модель ядра на области с высокими значениями Z. На языке математиков такой процесс называется экстраполяцией. С помощью экстраполяции физики решили рассчитать, какие еще числа протонов (Z) и нейтронов (N) в ядре могут быть магическими и как себя будут вести подобные ядра. Не окажутся ли они более устойчивыми к спонтанному делению, чем их соседи?
Расчеты удалось произвести с помощью быстродействующих электронно-вычислительных машин. И, как нередко бывает, выводы теоретиков несказанно удивили ученый мир. Вкратце выводы заключались в следующем.
Числа протонов Z = 114, 126, 164 и даже 184 (!) и нейтронов N = 184, 318 должны быть магическими, так как именно при этих значениях Z и N происходит заполнение очередных протонных и нейтронных оболочек. Следовательно, от соответствующих магических ядер можно ждать достаточно высокой стабильности по отношению к спонтанному делению. По расчетам, время жизни таких ядер превосходит 1015 лет.
Разными методами проверяли и перепроверяли себя теоретики и приходили к заключению, что нарисованная выше картина в целом представляется весьма достоверной. Настолько достоверной, насколько это позволяет считать современный уровень физических знаний. Эти гипотетические элементы с магическими значениями Z и N назвали сверхэлементами.
К сожалению, сверхэлементы могут распадаться не только путем спонтанного деления. Они могут испытывать также α- или β-распад, кстати сказать, с гораздо большей вероятностью. А потому суммарное время жизни сверхэлементов оказывается существенно более низким. Оно может измеряться в минутах, часах, днях, годах, столетиях, быть может, тысячелетиях…» [2].
Но вернемся к судьбе Рихарда Иоганновича. С началом Первой мировой войны все его попытки возвратиться домой в Россию через Данию и Швецию не имели успеха. Он был арестован властями Германии в Ганновере и как подданный Российской империи интернирован в Бад-Рапенау (около Гейдельберга), лишившись, таким образом, возможности учиться и работать. Перебиваясь случайными заработками и изредка получая денежную помощь от матери, проживавшей в Риге, Свинне мог заниматься теоретическими и экспериментальными работами только с перерывами.
Лишь в 1917 году Рихард Иоганнович сумел найти работу на химическом заводе, а через некоторое время — на оптическом предприятии Зендлингера и, наконец, в 1924 году — в центральном научно-техническом бюро фирмы Сименса, где до конца своих дней редактировал журнал Wissenschaftliche Veröffentlichungen aus den Siemens-Werken («Научные публикации заводов Сименса»), получив известность как популяризатор новейших идей в физикохимии.
В 1926 году Свинне высказал предположение о продолжении периодической системы за счет долгоживущих изотопов с порядковыми номерами выше 108-го. В дальнейшем основные его работы были посвящены химии радиоактивных элементов. Его лекции, прочитанные в 1923–1925 годах в Германском обществе технической физики, были изданы в 1926 году в Германии и в том же году переведены на русский язык в Советском Союзе. Эти лекции и обзоры новейших достижений в области явлений радиоактивности, строения атома, периодической системы элементов пользовались исключительной популярностью в советских научных кругах еще очень долго.
Скончался Рихард Иоганнович Свинне 6 сентября 1939 года в Берлине накануне Второй мировой войны.
Источники:
2. Петрянов И.В., Трифонов Д.Н. Великий закон. Москва: Педагогика, 1976.
В.Р.Зубова