RW Space

Совершив подвиг современной алхимии, ученые использовали луч испаренного титана для создания одного из самых тяжелых элементов на Земле – и они думают, что этот новый метод может открыть путь к еще более огромным горизонтам.

Впервые с помощью новой технологии, при которой кусок редкого изотопа титана-50 нагревается почти до 1650 °C (3000 °F) для высвобождения ионов, которые направляются на другой элемент, удалось успешно создать сверхтяжелый элемент. , ливерморий.

Ливерморий был впервые синтезирован еще в 2000 году, и это не самый тяжелый элемент, созданный человеком (это был бы оганессон, атомный номер 118).

Так в чем же дело? если бы пара атомов ливермория недавно появилась в Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли – могли бы спросить те, кто следит за периодической таблицей? Ливерморий — это «так Y2K», и в нем всего 116 протонов.

Но соединение титанового луча с плутонием для создания ливермория — это всего лишь пробный запуск для гораздо более крупных (или, скорее, более тяжелых) объектов. Ученые надеются создать элемент, который будет самым тяжелым из когда-либо созданных: унбинилий со 120 протонами.

«Эта реакция никогда раньше не демонстрировалась, и было важно доказать, что это возможно, прежде чем приступить к нашей попытке получить 120», — говорит химик-ядерщик Джеклин Гейтс из лаборатории Беркли, которая руководила исследованием.

Кальций-48 с его 20 протонами был лучшим лучом, потому что его «магическое число» протонов и нейтронов делает его более стабильным, помогая ему слиться с целью.

Титан-50 не является «волшебным», но у него есть 22 протонам нужно было достичь более тяжелого атомного веса, не будучи при этом настолько тяжелыми, чтобы просто развалиться.

«Это был важный первый шаг — попытаться сделать что-то немного проще, чем новый элемент, чтобы посмотреть, как будут идти дела». переход от кальциевого луча к титановому стержню меняет скорость, с которой мы производим эти элементы», — объясняет физик Дженнифер Пор из лаборатории Беркли.

«Создание элемента 116 из титана подтверждает, что этот метод производства работает, и мы можем теперь планируем нашу охоту на элемент 120».

Команде потребовалось 22 дня работы на 88-дюймовом циклотроне лаборатории Беркли, который ускоряет тяжелые ионы титана в пучок, достаточно мощный, чтобы слиться с целью. В конце концов, получилось всего два жалких атома ливермория.

Создание унбинилия с помощью этого метода, направляя луч на калифорний- 249, будет намного быстрее, чем предыдущие маршруты, но это все равно будет утомительно.

«Мы думаем, что создание 120 займет примерно в 10 раз больше времени, чем 116», — говорит физик-ядерщик из лаборатории Беркли. Райнер Крюкен.

Это знаменует собой возвращение к гонке сверхтяжелых элементов для Лаборатории Беркли Министерства энергетики США, лидера в открытии элементов в 20-м веке.

Ученые всего мира Гонка по производству унбинилиума ведется по крайней мере с 2006 года, когда российская группа из Объединенного института ядерных исследований предприняла первую попытку. Ученые из Центра исследований тяжелых ионов им. Гельмгольца в Германии предприняли несколько попыток в период с 2007 по 2012 год, но безуспешно.

Теперь, когда исследователи из США, Китая и России бросают свои шляпы на ринг, остается задаться вопросом, какими именно могут быть будущие применения.

«Очень важно, чтобы США вернулись в эту гонку, потому что сверхтяжелые элементы очень важны с научной точки зрения», — физик-ядерщик Витольд Назаревич, который не участвовал в этой гонке. в своем исследовании рассказал Роберт Сервис из Science.

Элемент 120 находится недалеко от теоретического «острова стабильности», рая для сверхтяжелых элементов, где период полураспада невероятно длинный благодаря их «магические числа» протонов и нейтронов.

Ожидается, что эти долгоживущие, стабильные сверхтяжелые элементы дадут ученым возможность изучать крайности поведения атомов, проверять модели ядерной физики и намечать пределы атомные ядра.

Эта статья была отправлена ​​в Physical Review Letters и доступна в виде препринта на arXiv.