Ученые только что приблизились к созданию самого тяжелого элемента в истории
Совершив подвиг современной алхимии, ученые использовали луч испаренного титана, чтобы создать один из самых тяжелых элементов на Земле. Они полагают, что этот новый метод может открыть путь к еще более огромным горизонтам.
Впервые применяется новая технология, при которой кусок редкого изотопа титан-50 нагревается почти до 1650°. C (3000 °F) для высвобождения ионов, которые направляются на другой элемент – успешно создан 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 пара атомов ливермория недавно появилась в Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли – могут спросить те, кто следит за периодической таблицей? Ливерморий — это «так Y2K», и в нем всего 116 протонов.
Но синтез титанового луча с плутонием Создание ливермория — это всего лишь пробный запуск гораздо более крупных (или, скорее, более тяжелых) вещей. 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 предпринимать попытки получить 120», — говорит химик-ядерщик Джеклин Гейтс из лаборатории Беркли, возглавлявшая исследование.
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 в нем есть 22 протона, необходимые для достижения более тяжелых атомного веса, но при этом не быть настолько тяжелым, чтобы просто развалиться.
«Это был важный первый шаг к попробуйте сделать что-то немного проще, чем новый элемент, и посмотрите, как переход от кальциевой балки к титановой балке 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 теперь мы можем планировать охоту за элементом 120.»
Команде потребовалось 22 дня работы на 88-дюймовом циклотроне лаборатории Беркли, который ускоряет тяжелые ионы титана в луч, 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 для получения 120 потребуется примерно в 10 раз больше времени, чем для получения 116», — говорит физик-ядерщик из лаборатории Беркли Райнер Крюкен.
Учёные всего мира стремятся получить унбинилий, по крайней мере, с 2006 года, когда российская группа из Объединённого института ядерных исследований предприняла первую попытку. Ученые из Центра исследований тяжелых ионов GSI имени 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, приходится задаться вопросом, какими именно могут быть будущие приложения.
«Очень важно, чтобы США вернулись. в этой гонке, потому что сверхтяжелые элементы очень важны с научной точки зрения», — рассказал Роберту Сервису из Science физик-ядерщик Витольд Назаревич, не принимавший участия в исследовании.
Элемент 120 находится недалеко от теоретического «острова стабильности», рая для сверхтяжелых элементов, где период полураспада невероятно велик благодаря их «магическим числам» протоны и нейтроны.
Ожидается, что эти долгоживущие, стабильные сверхтяжелые элементы дадут ученым возможность изучать крайности поведения атомов, тестирование моделей ядерной физики и определение границ атомных ядер.
Эта статья опубликована в журнале Physical Review Letters.
Предыдущая версия этой статьи была опубликована в августе 2024 года.
