Naukowcy z Berkeley Lab robią duży krok w kierunku stworzenia najcięższego pierwiastka w historii

Zespołowi naukowców z Lawrence Berkeley National Laboratory udało się wyprodukować element wątrobowy przy użyciu wiązki tytanu. To badanie może stanowić pierwszy krok w kierunku odkrycia pierwiastka 120.

Laboratorium Lawrence Berkeley, działające pod nadzorem Departamentu Energii USA, przypisuje się odkrycie 16 ze 118 obecnie znanych pierwiastków, a liczba ta może wkrótce wzrosnąć.

Międzynarodowy zespół naukowców, kierowany przez Heavy Elements Group z Berkeley Lab, ogłosił udaną syntezę superciężkiego pierwiastka 116 przy użyciu wiązki tytanu. Postęp zaprezentowano podczas konferencji Nuclear Structure 2024, a szczegóły opisano w artykule naukowym dostępnym w bazie arXiv.

Rewolucyjne badanie

Tworzenie superciężkich elementów polega na łączeniu dwóch lżejszych elementów, co jest niezwykle trudnym procesem, który często wymaga miliardów prób. Najcięższym i najbardziej praktycznym celem w tych eksperymentach jest kaliforn 249, który ma 98 protonów. Aby stworzyć pierwiastek 120, naukowcy wykorzystali wiązkę atomów tytanu-50 zamiast bardziej powszechnej wiązki wapnia-48.

Przy tej okazji zespołowi udało się wyprodukować dwa atomy limemuru za pomocą wiązki cząstek tytanu. W tym celu naukowcy wykorzystali akcelerator ciężkich jonów o średnicy 2,24 m (88 cali), zwany cyklotronem.

„Był to ważny pierwszy krok w próbie stworzenia czegoś nieco łatwiejszego niż nowy element, aby zobaczyć, jak przejście z belki wapniowej na belkę tytanową wpłynęło na tempo produkcji tych elementów.„Wyjaśniła Jennifer Burr, naukowiec z Grupy Elementów Ciężkich w Berkeley Lab. „Stworzenie pierwiastka 116 przy użyciu tytanu potwierdza sukces tej metody produkcji i możemy już planować poszukiwania pierwiastka 120.„.

Naukowcy chcą odkryć pierwiastek 120

Trwają już przygotowania do próby wytworzenia pierwiastka 120, a rozpoczęcie eksperymentów zaplanowano na przyszły rok. Proces ten nie będzie łatwy i może potrwać kilka lat. Jest prawdopodobne, że powstanie tylko niewielka liczba atomów pierwiastka 120.

„Chcemy odkryć granice atomu i granice układu okresowegopowiedziała Jacqueline Gates, naukowiec nuklearny w Berkeley Lab.Znane nam dotychczas superciężkie pierwiastki nie żyją wystarczająco długo, aby nadawały się do praktycznych zastosowań, ale nie wiemy, co przyniesie przyszłość. Może lepiej zrozumiemy, jak działa jądro, a może chodzi o coś innego.„.

Jeśli zostanie odkryty pierwiastek 120, będzie to najcięższy atom, jaki kiedykolwiek powstał, znajdujący się w ósmym rzędzie układu okresowego. Będzie zlokalizowany w teoretycznym obszarze superciężkich pierwiastków, zwanym „wyspą stabilności”. Atomy na tej wyspie mają unikalne właściwości. W przeciwieństwie do odkrytych dotychczas pierwiastków superciężkich, które rozpadają się niemal natychmiast, stabilna mieszanina protonów i neutronów może stworzyć dłużej żyjące jądro, co umożliwi bardziej szczegółowe badania.

Znaczenie dla zrównoważonego rozwoju i materiałoznawstwa

Odkrycie nowych pierwiastków nie tylko poszerza naszą wiedzę z zakresu chemii i fizyki jądrowej, ale może również mieć konsekwencje dla takich dziedzin, jak środowisko, zrównoważony rozwój i materiałoznawstwo. Elementy superciężkie mogą mieć niespotykane dotąd właściwości, które można w przyszłości zastosować do tworzenia bardziej odpornych i zrównoważonych materiałów. Ponadto zrozumienie sposobu działania tych elementów może prowadzić do rozwoju bardziej wydajnych technologii energetycznych, przyczyniając się do większej równowagi środowiskowej. W szczególności „wyspa stabilności” stanowi granicę naukową, która może zmienić sposób, w jaki rozumiemy i wykorzystujemy materiały w naszym codziennym życiu.

przez lbl.gov