Las mediciones de colisiones entre núcleos atómicos grandes y pequeños por parte de los físicos de RIKEN informarán la búsqueda para producir nuevos elementos y podrían conducir a una nueva química que involucre elementos superpesados.

Dos objetivos tentadores están casi al alcance de los físicos nucleares experimentales. Uno es dividirse en la octava fila de la tabla periódica. Hasta aquí, los científicos han creado todos los elementos de las primeras siete filas, desde el hidrógeno (un protón) hasta el oganesson (118 protones). Por lo tanto, sintetizar elementos más pesados ​​abrirá nuevos caminos.

El otro objetivo es ubicar la 'isla de la estabilidad' en el mar de núcleos superpesados. Los elementos superpesados ​​generalmente se vuelven más inestables cuanto más protones contienen. Por ejemplo, el isótopo más estable de nihonium (113 protones) tiene una vida media de casi ocho segundos, mientras que el de oganesson es de solo 0,7 milisegundos. Pero los teóricos creen que esta tendencia cambiará para los núcleos que se encuentran más allá de Oganesson. Conjeturan que existe un núcleo particularmente estable que es 'doblemente mágico, "tener números mágicos de protones y neutrones. Los elementos superpesados ​​de larga duración abrirán un nuevo tipo de química, lo que implica reacciones más prolongadas.

Para realizar estos objetivos, los experimentadores deben determinar cómo maximizar sus posibilidades de producir núcleos superpesados, ya que se estima que se necesitan más de tres meses para sintetizar un solo átomo. Para hacer esto, necesitan conocer la fuerza repulsiva que experimentan dos núcleos cuando se acercan debido a la fuerza de atracción del potencial nuclear.

Ahora, Taiki Tanaka del RIKEN Nishina Center for Accelerator-Based Science y sus colaboradores han medido esta repulsión disparando pequeños núcleos (neón, magnesio y calcio) en los grandes (curio y uranio) y midiendo cómo se dispersaron.

Descubrieron que la barrera repulsiva se ve afectada principalmente por la deformación del núcleo más grande, que tiene la forma de una pelota de rugby. La comparación con las funciones de excitación para producir elementos superpesados ​​conocidos sugiere que disparar el núcleo más pequeño de manera que se acerque al lado del núcleo deformado más grande será la estrategia más eficaz para producir nuevos núcleos superpesados.

Si esta tendencia se mantiene para núcleos más pesados, entonces la energía óptima del núcleo más pequeño se puede determinar simplemente midiendo la barrera repulsiva del núcleo más grande, que solo toma alrededor de un día. "De este estudio sistemático, hemos propuesto un nuevo método para estimar la energía incidente óptima para sintetizar un nuevo elemento, "dice Tanaka.

El equipo planea utilizar este conocimiento para crear nuevos elementos superpesados. "A corto plazo, intentaremos hacer nuevos elementos como los elementos 119 o 120, "explica Tanaka." En una década o dos, queremos llegar a la isla de la estabilidad, pero no estamos seguros de dónde está ".