Teadlased avastavad uue seaborgiumi isotoobi: revolutsioon tuumauuringutes!

Teadlased avastavad uue seaborgiumi isotoobi: revolutsioon tuumauuringutes!

Raskete ioonide uurimise ühingu (GSI/FAIR), Johannes Gutenbergi ülikooli Mainzi (JGU) ja Mainzi Helmholtzi instituudi (HIM) juhitud rahvusvaheline uurimisrühm on loonud üliraske elemendi seaborgiumi uue isotoobi. GSI/FAIR-i kiirendi rajatistes tehtud katsetes õnnestus teadlastel tuvastada 22 seaborgium-257 aatomituuma. Need tulemused avaldati tunnustatud ajakirjas Physical Review Letters ja neile omistati "Toimetaja soovitus", mis rõhutas avastuse tähtsust.

Seaborgium-257 avastamisega kasvab selle kunstlikult loodud elemendi teadaolevate isotoopide loetelu kokku 14-ni. Seaborgium, mille aatomnumber on 106, loodi kroom-52 kiire intensiivse suunamisega õhukesele plii-206 kihile. Kaasaegne tuvastussüsteem, mida kasutati gaasiga täidetud tagasilöögiseparaatoril TASCA, võimaldas tuvastada 21 spontaanset lõhustumise lagunemist ja ühte alfalagunemist.

Poolväärtusaeg ja selle tagajärjed

Äsja avastatud isotoobi poolestusaeg on vaid 12,6 millisekundit. See näitab muljetavaldavalt üliraskete elementide lühiajalist olemust, mis tavaliselt lagunevad sekundi murdosadega. Isotoobi neutronite arv on 152, mida tuumafüüsikas seostatakse sageli spetsiaalsete kestaefektidega, mida on viimasel ajal toetanud uurimistulemused ka seoses nende tuumade lõhustumisomadustega.

Uurijad oletavad, et järgmisel kergemal isotoobil, seaborgium-256, võib olla võimalik lõhustumine ajavahemikus üks nanosekund kuni kuus mikrosekundit. Need leiud on seaborgiumi niinimetatud K-isomeersete seisundite kaudu täheldatud stabiilsust suurendavate mõjude kontekstis. Need võivad aidata avada kaudset juurdepääsu veelgi lühema elueaga tuumadele.

Stabiilsemate tuumakonfiguratsioonide otsimine

Rutherfordium-252 avastamine selle K-isomeeri oleku kaudu tõi märkimisväärseid edusamme üliraskete tuumade stabiilsuspiiri uurimisel. Lisaks täheldati seaborgium-259 esimesi sarnase K-isomeerse oleku märke. See on eriti põnev, sest paljud füüsikud, sealhulgas Christoph Düllmann Mainzi ülikooli tuumakeemia instituudist, otsivad pikema elueaga elemente, mida sageli nimetatakse stabiilsuse saarteks.

Rohkem kui 104 prootonit sisaldavate üliraskete elementide uurimine, mida looduses ei esine, jääb tänapäeva tuumafüüsika keskseks aspektiks. Vaatamata nende äärmiselt lühikestele poolväärtusaegadele võimaldavad sellised katsed paremini mõista üliraskete tuumade põhiomadusi, sealhulgas nende valmistamist, eluiga ja keemilisi omadusi. Senised avastused, nagu elementide 114 (flerovium) ja 116 (livermorium) ametlik tunnustamine ning kinnitatud element 117, on olulised verstapostid.

Nende elementide tootmiseks kasutatakse keerulisi protsesse. Isotoobid luuakse kergematest elementidest tuumasünteesi teel, näiteks element 114 pommitab neutronirikastest plutooniumiisotoopidest valmistatud sihtmärki kaltsiumi isotoopide kiirega. Sellised katsed võivad anda arvukalt uusi teadmisi üliraskete elementide stabiilsuse ja keemiliste omaduste kohta.

Seaborgium-257 avastamine pole mitte ainult järjekordne samm nende põnevate elementide uurimisel, vaid pakub ka uusi perspektiive tuumafüüsika ja materjaliteaduse tulevasteks uuringuteks.

Lisateabe saamiseks külastage veebisaiti GSI/FAIR, Ülirasked ja füüsika maailm.