اكتشف العلماء نظير السيبورجيوم الجديد: ثورة في الأبحاث النووية!

اكتشف العلماء نظير السيبورجيوم الجديد: ثورة في الأبحاث النووية!

أنتج فريق بحث دولي بقيادة جمعية أبحاث الأيونات الثقيلة (GSI/FAIR)، وجامعة يوهانس غوتنبرغ ماينز (JGU) ومعهد هيلمهولتز ماينز (HIM) نظيرًا جديدًا لعنصر السيبورجيوم فائق الثقل. وفي التجارب التي أجريت في مرافق مسرع GSI/FAIR، نجح العلماء في اكتشاف 22 نواة ذرية للسيبورجيوم-257. نُشرت هذه النتائج في المجلة الشهيرة Physical Review Letters وحصلت على "اقتراح المحرر"، مما يؤكد أهمية الاكتشاف.

مع اكتشاف السيبورجيوم 257، زادت قائمة النظائر المعروفة لهذا العنصر المنشأ صناعيًا إلى إجمالي 14. تم إنشاء السيبورجيوم، الذي له العدد الذري 106، عن طريق توجيه شعاع الكروم 52 بشكل مكثف على طبقة رقيقة من الرصاص 206. أتاح نظام الكشف المتطور المستخدم في فاصل الارتداد المملوء بالغاز TASCA اكتشاف 21 انشطارًا تلقائيًا واضمحلال ألفا واحدًا.

نصف الحياة وآثارها

ويبلغ عمر النصف للنظير المكتشف حديثًا 12.6 مللي ثانية فقط. يُظهر هذا بشكل مثير للإعجاب الطبيعة قصيرة العمر للعناصر فائقة الثقل، والتي عادةً ما تضمحل في أجزاء من الثانية. يحتوي النظير على عدد نيوتروني يبلغ 152، والذي غالبًا ما يرتبط في الفيزياء النووية بتأثيرات القشرة الخاصة، والتي تم دعمها مؤخرًا بنتائج الأبحاث أيضًا فيما يتعلق بخصائص انشطار هذه النوى.

ويفترض الباحثون أن النظائر الأخف التالية، سيبورجيوم 256، يمكن أن يكون لها انشطار محتمل في نطاق زمني يتراوح بين نانوثانية واحدة وستة ميكروثانية. تأتي هذه النتائج في سياق التأثيرات المعززة للاستقرار التي تمت ملاحظتها من خلال ما يسمى بحالات السيبورجيوم K-isomeric. يمكن أن يساعد ذلك في فتح باب الوصول غير المباشر إلى النوى الأقصر عمرًا.

البحث عن تكوينات نووية أكثر استقرارا

أدى اكتشاف الرذرفورديوم-252 عبر حالته الأيزومرية K إلى تقدم كبير في البحث عن حد استقرار النوى فائقة الثقل. بالإضافة إلى ذلك، لوحظت المؤشرات الأولى لحالة أيزومرية K مماثلة في السيبورجيوم-259. وهذا أمر مثير بشكل خاص لأن العديد من علماء الفيزياء، بما في ذلك كريستوف دولمان من معهد الكيمياء النووية بجامعة ماينز، يبحثون عن عناصر أطول عمرًا، والتي يشار إليها غالبًا باسم جزر الاستقرار.

يظل البحث في العناصر فائقة الثقل، التي تحتوي على أكثر من 104 بروتونات ولا توجد في الطبيعة، جانبًا أساسيًا من الفيزياء النووية الحديثة. وعلى الرغم من فترات نصف الوقت القصيرة للغاية، فإن مثل هذه التجارب تتيح فهمًا أفضل للخصائص الأساسية للنوى فائقة الثقل، بما في ذلك كيفية تكوينها، وعمرها، وخصائصها الكيميائية. تعتبر الاكتشافات التي تمت حتى الآن، مثل الاعتراف الرسمي بالعنصرين 114 (فليروفيوم) و116 (ليفرموريوم)، بالإضافة إلى العنصر المؤكد 117، بمثابة معالم هامة.

وتستخدم عمليات معقدة لإنتاج هذه العناصر. يتم إنشاء النظائر من عناصر أخف عن طريق الاندماج النووي، حيث يقوم العنصر 114، على سبيل المثال، بقصف هدف مصنوع من نظائر البلوتونيوم الغنية بالنيوترونات بحزمة من نظائر الكالسيوم. مثل هذه التجارب لديها القدرة على تقديم العديد من الأفكار الجديدة حول الاستقرار والخصائص الكيميائية للعناصر فائقة الثقل.

إن اكتشاف السيبورجيوم-257 ليس فقط خطوة أخرى في استكشاف هذه العناصر الرائعة، ولكنه يقدم أيضًا وجهات نظر جديدة للبحث المستقبلي في الفيزياء النووية وعلوم المواد.

لمزيد من المعلومات قم بزيارة الموقع الالكتروني ل جي إس آي/فير, الثقل الزائد و عالم الفيزياء.