Naukowcy odkrywają nowy izotop seaborgium: rewolucja w badaniach nuklearnych!

Naukowcy odkrywają nowy izotop seaborgium: rewolucja w badaniach nuklearnych!

Międzynarodowy zespół badawczy kierowany przez Towarzystwo Badań Ciężkich Jonów (GSI/FAIR), Uniwersytet Jana Gutenberga w Moguncji (JGU) i Instytut Helmholtza w Moguncji (HIM) wyprodukował nowy izotop superciężkiego pierwiastka seaborgium. W eksperymentach prowadzonych w akceleratorach GSI/FAIR naukowcom udało się wykryć 22 jądra atomowe seaborgium-257. Wyniki te zostały opublikowane w renomowanym czasopiśmie Physical Review Letters i otrzymały „Sugestię redaktora”, co podkreśla wagę odkrycia.

Wraz z odkryciem seaborgu-257 lista znanych izotopów tego sztucznie wytworzonego pierwiastka wzrosła do łącznie 14. Seaborg, który ma liczbę atomową 106, powstał w wyniku intensywnego skierowania wiązki chromu-52 na cienką warstwę ołowiu-206. Najnowocześniejszy system detekcji zastosowany w wypełnionym gazem separatorze odrzutowym TASCA umożliwił wykrycie 21 spontanicznych rozpadów rozszczepienia i jednego rozpadu alfa.

Okres półtrwania i jego konsekwencje

Okres półtrwania nowo odkrytego izotopu wynosi zaledwie 12,6 milisekundy. To w imponujący sposób pokazuje krótkotrwałą naturę superciężkich pierwiastków, które zwykle rozpadają się w ułamkach sekundy. Izotop ma liczbę neutronów 152, co w fizyce jądrowej często kojarzone jest ze specjalnymi efektami powłokowymi, co ostatnio zostało poparte wynikami badań także w związku z właściwościami rozszczepiania tych jąder.

Naukowcy zakładają, że kolejny najlżejszy izotop, seaborg-256, może ulec rozszczepieniu w przedziale czasowym od jednej nanosekundy do sześciu mikrosekund. Odkrycia te mieszczą się w kontekście efektów zwiększających stabilność obserwowanych w tak zwanych stanach izomerycznych K seaborgium. Mogłyby one pomóc w otwarciu pośredniego dostępu do nawet krócej żyjących jąder.

Poszukiwanie bardziej stabilnych konfiguracji jądrowych

Odkrycie rutherfordu-252 poprzez jego stan izomeru K przyniosło znaczący postęp w badaniu granicy stabilności jąder superciężkich. Ponadto pierwsze oznaki podobnego stanu izomerycznego K zaobserwowano w seaborgium-259. Jest to szczególnie ekscytujące, ponieważ wielu fizyków, w tym Christoph Düllmann z Instytutu Chemii Jądrowej na Uniwersytecie w Moguncji, poszukuje pierwiastków o dłuższej żywotności, często nazywanych wyspami stabilności.

Badania nad pierwiastkami superciężkimi, które zawierają ponad 104 protony i nie występują w przyrodzie, pozostają centralnym aspektem współczesnej fizyki jądrowej. Pomimo ich niezwykle krótkich czasów półtrwania, takie eksperymenty umożliwiają lepsze zrozumienie podstawowych właściwości superciężkich jąder, w tym sposobu ich wytwarzania, czasu życia i właściwości chemicznych. Dotychczasowe odkrycia, takie jak oficjalne rozpoznanie pierwiastków 114 (flerow) i 116 (livermorium) oraz potwierdzony pierwiastek 117, są znaczącymi kamieniami milowymi.

Do produkcji tych elementów stosowane są skomplikowane procesy. Izotopy powstają z lżejszych pierwiastków w wyniku syntezy jądrowej, na przykład pierwiastek 114 bombarduje cel wykonany z izotopów plutonu bogatych w neutrony wiązką izotopów wapnia. Takie eksperymenty mogą dostarczyć wielu nowych informacji na temat stabilności i właściwości chemicznych pierwiastków superciężkich.

Odkrycie seaborgium-257 to nie tylko kolejny krok w badaniu tych fascynujących pierwiastków, ale także oferuje nowe perspektywy dla przyszłych badań w fizyce jądrowej i materiałoznawstwie.

Więcej informacji można uzyskać na stronie internetowej firmy GSI/UCZCIWE, Superciężcy I świat fizyki.