Forskare upptäcker ny isotop Seaborgium: revolution inom kärnforskning!

Forskare upptäcker ny isotop Seaborgium: revolution inom kärnforskning!

En internationell forskargrupp ledd av Society for Heavy Ion Research (GSI/FAIR), Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) och Helmholtz Institute Mainz (HIM) har tagit fram en ny isotop av det supertunga grundämnet seaborgium. I experiment vid GSI/FAIR-acceleratoranläggningarna lyckades forskarna detektera 22 atomkärnor av seaborgium-257. Dessa resultat publicerades i den berömda tidskriften Physical Review Letters och belönades med "Editor's Suggestion", vilket underströk vikten av upptäckten.

Med upptäckten av seaborgium-257 växer listan över kända isotoper av detta artificiellt skapade grundämne till totalt 14. Seaborgium, som har atomnumret 106, skapades genom att intensivt rikta en krom-52-stråle mot ett tunt lager av bly-206. Ett toppmodernt detektionssystem som används på den gasfyllda rekylseparatorn TASCA möjliggjorde detektering av 21 spontana fissionsavklingningar och ett alfasönderfall.

Halveringstid och dess konsekvenser

Halveringstiden för den nyupptäckta isotopen är bara 12,6 millisekunder. Detta visar på ett imponerande sätt den kortlivade karaktären hos supertunga element, som vanligtvis förfaller på bråkdelar av en sekund. Isotopen har ett neutrontal på 152, vilket inom kärnfysiken ofta förknippas med speciella skaleffekter, vilket på senare tid har stötts av forskningsresultat även i samband med dessa kärnors klyvningsegenskaper.

Forskarna antar att den näst lättaste isotopen, seaborgium-256, kan ha en möjlig fission inom tidsintervallet en nanosekund till sex mikrosekunder. Dessa fynd är i samband med de stabilitetshöjande effekter som observerats genom de så kallade K-isomera tillstånden av seaborgium. Dessa skulle kunna bidra till att öppna upp indirekt tillgång till kärnor med ännu kortare livslängd.

Jakten på mer stabila nukleära konfigurationer

Upptäckten av rutherfordium-252 via dess K-isomertillstånd medförde betydande framsteg i forskningen om stabilitetsgränsen för supertunga kärnor. Dessutom observerades de första indikationerna på ett liknande K isomeriskt tillstånd i seaborgium-259. Detta är särskilt spännande eftersom många fysiker, inklusive Christoph Düllmann från Institute of Nuclear Chemistry vid University of Mainz, letar efter mer långlivade element, ofta kallade öar av stabilitet.

Forskning om supertunga grundämnen, som innehåller mer än 104 protoner och inte förekommer i naturen, är fortfarande en central aspekt av modern kärnfysik. Trots deras extremt korta halveringstider möjliggör sådana experiment en bättre förståelse av de grundläggande egenskaperna hos supertunga kärnor, inklusive hur de är tillverkade, livslängd och kemiska egenskaper. Upptäckten hittills, såsom det officiella erkännandet av elementen 114 (flerovium) och 116 (livermorium) samt det bekräftade elementet 117, är betydande milstolpar.

Komplicerade processer används för att producera dessa element. Isotoperna skapas av lättare grundämnen genom kärnfusion, med element 114, till exempel, bombarderar ett mål gjord av neutronrika plutoniumisotoper med en stråle av kalciumisotoper. Sådana experiment har potential att ge många nya insikter om stabiliteten och kemiska egenskaperna hos supertunga grundämnen.

Upptäckten av seaborgium-257 är inte bara ett ytterligare steg i utforskningen av dessa fascinerande element, utan erbjuder också nya perspektiv för framtida forskning inom kärnfysik och materialvetenskap.

För mer information besök webbplatsen för GSI/FAIR, Supertunga och fysikens värld.