Οι επιστήμονες ανακάλυψαν νέο ισότοπο seaborgium: επανάσταση στην πυρηνική έρευνα!

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν νέο ισότοπο seaborgium: επανάσταση στην πυρηνική έρευνα!

Μια διεθνής ερευνητική ομάδα με επικεφαλής την Εταιρεία για την Έρευνα Βαρέων Ιόντων (GSI/FAIR), το Πανεπιστήμιο Johannes Gutenberg Mainz (JGU) και το Ινστιτούτο Helmholtz Mainz (HIM) παρήγαγε ένα νέο ισότοπο του υπερβαρύ στοιχείου seaborgium. Σε πειράματα στις εγκαταστάσεις του επιταχυντή GSI/FAIR, οι επιστήμονες κατάφεραν να ανιχνεύσουν 22 ατομικούς πυρήνες seaborgium-257. Αυτά τα αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν στο διάσημο περιοδικό Physical Review Letters και βραβεύτηκαν με το "Editor's Suggestion", υπογραμμίζοντας τη σημασία της ανακάλυψης.

Με την ανακάλυψη του seaborgium-257, ο κατάλογος των γνωστών ισοτόπων αυτού του τεχνητά δημιουργημένου στοιχείου αυξάνεται σε συνολικά 14. Το Seaborgium, που έχει τον ατομικό αριθμό 106, δημιουργήθηκε κατευθύνοντας έντονα μια δέσμη χρωμίου-52 σε ένα λεπτό στρώμα μολύβδου-206. Ένα υπερσύγχρονο σύστημα ανίχνευσης που χρησιμοποιείται στον διαχωριστή ανάκρουσης γεμάτο αέριο TASCA επέτρεψε την ανίχνευση 21 αυθόρμητων διασπάσεων σχάσης και μίας διάσπασης άλφα.

Ο χρόνος ημιζωής και οι επιπτώσεις του

Ο χρόνος ημιζωής του πρόσφατα ανακαλυφθέντος ισοτόπου είναι μόνο 12,6 χιλιοστά του δευτερολέπτου. Αυτό δείχνει εντυπωσιακά τη βραχύβια φύση των υπερβαρέων στοιχείων, τα οποία συνήθως αποσυντίθενται σε κλάσματα του δευτερολέπτου. Το ισότοπο έχει αριθμό νετρονίων 152, ο οποίος στην πυρηνική φυσική συνδέεται συχνά με ειδικά φαινόμενα κελύφους, κάτι που πρόσφατα υποστηρίχθηκε από ερευνητικά αποτελέσματα και σε σχέση με τις ιδιότητες σχάσης αυτών των πυρήνων.

Οι ερευνητές υποθέτουν ότι το επόμενο ελαφρύτερο ισότοπο, το seaborgium-256, θα μπορούσε να έχει μια πιθανή σχάση στο χρονικό διάστημα από ένα νανοδευτερόλεπτο έως έξι μικροδευτερόλεπτα. Αυτά τα ευρήματα βρίσκονται στο πλαίσιο των επιδράσεων ενίσχυσης της σταθερότητας που παρατηρούνται μέσω των λεγόμενων K-ισομερών καταστάσεων του seaborgium. Αυτά θα μπορούσαν να βοηθήσουν στο άνοιγμα της έμμεσης πρόσβασης σε ακόμη μικρότερης διάρκειας πυρήνες.

Η αναζήτηση για πιο σταθερές πυρηνικές διαμορφώσεις

Η ανακάλυψη του ρουθερφορδίου-252 μέσω της κατάστασης του ισομερούς Κ έφερε σημαντική πρόοδο στην έρευνα του ορίου σταθερότητας των υπερβαρέων πυρήνων. Επιπλέον, οι πρώτες ενδείξεις παρόμοιας ισομερούς κατάστασης Κ παρατηρήθηκαν στο seaborgium-259. Αυτό είναι ιδιαίτερα συναρπαστικό επειδή πολλοί φυσικοί, συμπεριλαμβανομένου του Christoph Düllmann από το Ινστιτούτο Πυρηνικής Χημείας του Πανεπιστημίου του Μάιντς, αναζητούν στοιχεία με μεγαλύτερη διάρκεια ζωής, που συχνά αναφέρονται ως νησιά σταθερότητας.

Η έρευνα σε υπερβαριά στοιχεία, τα οποία περιέχουν περισσότερα από 104 πρωτόνια και δεν απαντώνται στη φύση, παραμένει μια κεντρική πτυχή της σύγχρονης πυρηνικής φυσικής. Παρά το εξαιρετικά σύντομο ημίχρονο τους, τέτοια πειράματα επιτρέπουν την καλύτερη κατανόηση των θεμελιωδών ιδιοτήτων των υπερβαρέων πυρήνων, συμπεριλαμβανομένου του τρόπου κατασκευής τους, της διάρκειας ζωής και των χημικών ιδιοτήτων. Οι μέχρι σήμερα ανακαλύψεις, όπως η επίσημη αναγνώριση των στοιχείων 114 (flerovium) και 116 (livermorium) καθώς και του επιβεβαιωμένου στοιχείου 117, αποτελούν σημαντικά ορόσημα.

Για την παραγωγή αυτών των στοιχείων χρησιμοποιούνται περίπλοκες διαδικασίες. Τα ισότοπα δημιουργούνται από ελαφρύτερα στοιχεία με πυρηνική σύντηξη, με το στοιχείο 114, για παράδειγμα, να βομβαρδίζει έναν στόχο από ισότοπα πλουτωνίου πλούσια σε νετρόνια με μια δέσμη ισοτόπων ασβεστίου. Τέτοια πειράματα έχουν τη δυνατότητα να παρέχουν πολυάριθμες νέες γνώσεις σχετικά με τη σταθερότητα και τις χημικές ιδιότητες των υπερβαρέων στοιχείων.

Η ανακάλυψη του seaborgium-257 δεν είναι μόνο ένα περαιτέρω βήμα στην εξερεύνηση αυτών των συναρπαστικών στοιχείων, αλλά προσφέρει επίσης νέες προοπτικές για μελλοντική έρευνα στην πυρηνική φυσική και την επιστήμη των υλικών.

Για περισσότερες πληροφορίες επισκεφθείτε την ιστοσελίδα του GSI/ΕΚΘΕΣΗ, Υπερβαρείς και κόσμο της φυσικής.