Националната лаборатория „Лорънс Бъркли“ в САЩ обяви нов начин за надеждно получаване на елемент 116 - ливерморий. Резултатите, постигнати чрез използване на титанов лъч за облъчване на проба, могат да насочат към неуловимия „остров на стабилност“ за още по-тежки ядрени елементи - и да покажат на изследователите пътя за създаване на следващия възможен елемент под номер 120.

Някои може би си спомнят времето, когато периодичната таблица се появяваше с някои любопитни бели петна. Те са такива, защото откриването на елементите никога не е било в пълен цифров ред. Наличието им е зависело от местоположението, стабилността и достъпността както на естествено срещащите се форми, така и на метод за разделянето им.

След определен момент елементите се превръщат от естествени в лабораторно приготвени. Възможно е тези елементи да съществуват някъде във Вселената, но Земята не е достатъчно студена, с достатъчно високо налягане и т.н., за да се създадат тези условия извън лабораторията. Но в лаборатории като тази "Бъркли" се използват все по-усъвършенствани технологии, за да се вкарат повече протони в ядрата на атомите и да се създадат тези нови елементи.

В новата статия, която все още не е рецензирана, голям екип от учени обяснява, че сме достигнали границите на сегашното поколение методи за създаване на нови тежки елементи. Най-тежкият елемент до момента - елемент 118 оганесон - е открит с помощта на сноп частици от изотопа на калция 48. Калций 48 със своите окончателни 20 протона плюс 28 неутрона е често срещан и много ефективен стартов елемент за физикохимията.

В същото време вече нямаме материали, в които да вкараме калций 48, за да произведем нови елементи. Макар да е вярно, че трябва само да продължим да вкарваме протони в съществуващите ядра, атомите, с които започваме, трябва да имат много протони, за да поддържат тази реакция. Изследователите обясняват, че за да се получат елементи 119 или 120, ще им е необходим айнщайний (99) или фермий (100). „За съжаление нито един от тези елементи не може да бъде произведен в достатъчно количество, за да се получи подходяща цел“, пишат те.

И така, какво трябва да направят изследователите на супер тежки елементи? Следващото голямо нещо във физикохимията, изглежда, е титанът.

Титан 50 има 22 протона и 28 неутрона и е много стабилен. Тези учени го внасят под формата на титанов оксид 50, редуцират го до титан и след това го изпичат в сноп от йони с помощта на специална печка. В продължение на 22 дни лъчът облъчва плутониево фолио и предизвиква ядрените реакции, които създават елемент 116 - ливерморий. Изследователите са доволни от това колко добре се е запазил и функционирал лъчът.

Лъчът от титан 50 е доказателство на концепцията след период на интензивни изследвания и експерименти. Ако химията на тежките елементи беше спортен франчайз, те биха спечелили световното първенство с калций 48, а след това трябваше да отделят време за възстановяване, след като всички се пенсионираха. Сега новото поколение играчи е готово да поеме изцяло управлението. Лъчът на титан 50 има нови предимства и недостатъци, а потенциалът му е още по-добър в дългосрочен план.

Може би се чудите защо тези тежки елементи си заслужават цялото това изследване и експериментиране. Работата е там, че все още не знаем какво може да се случи при използването на тези необикновени и странни елементи. Учените искат да разберат това и тези изследвания могат да разкрият свойства и начини на използване, за които днес дори не можем да мечтаем - но можем да направим само няколко атома наведнъж и те издържат само микросекунди, преди протоните да се разпръснат обратно от ядрото. Невъзможно е да се правят по-нататъшни изследвания.

В продължение на десетилетия учените предсказваха съществуването на остров на стабилност в разширения каталог от елементи и техните изотопи. Натрупването на ядра, пълни с протони, е изначално нестабилно, тъй като протоните действат като грешните краища на магнит, но островът на стабилност може да съдържа изотопи, които издържат много по-дълго, без да се разпадат. За това има научни обяснения, включително теории за слоеве от частици в ядрото и „магически числа“ от протони и неутрони, които могат да бъдат стабилни в комбинация.

Ако успеем да открием стабилни свръхтежки елементи, учените ще могат да направят много по-големи проби, които да бъдат подложени на по-строги експерименти. Елементите винаги са имали способността да ни изненадват, като живака, който е течен метал при стайна температура; бисмута, който винаги отблъсква магнитите; и медта, която сама по себе си е отговорна за почти цялата дъга от естествено срещащи се цветове.

Кой е живакът или бисмутът от свръхтежките елементи? Можем да разберем това едва когато има достатъчно количество за игра. Лъчът „Титан 50“ или нещо подобно, вдъхновено от него, може да открие следващите половин дузина елементи - и един или повече от тях може да бъде нашият стабилен Свещен граал.

Снимка: Unsplash

Виж още: Най-голямата триизмерна карта на Вселената разкрива идеи за нова теория на физиката (ВИДЕО)