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Las teorías se introdujeron ya en la década de 1960 sobre la posible existencia de elementos superpesados. Sus núcleos más longevos podrían dar lugar a la llamada "isla de estabilidad" mucho más allá del elemento uranio. Sin embargo, un nuevo estudio, dirigido por físicos nucleares de la Universidad de Lund, muestra que ahora debe revisarse un manifiesto de física nuclear de hace 50 años.
El elemento más pesado que se encuentra en la naturaleza es el uranio, con un núcleo que contiene 92 protones y 146 neutrones. Los núcleos de los elementos más pesados se vuelven cada vez más inestables debido al mayor número de protones cargados positivamente. Por lo tanto, se descomponen cada vez más rápido, generalmente en una fracción de segundo.
Sin embargo, una combinación "mágica" de protones y neutrones puede dar lugar a elementos cuya vida útil aumenta rápidamente. Hace mucho tiempo que se ha predicho un número tan "mágico" de protones para el elemento flerovium, que tiene el número atómico 114 en la tabla periódica. A finales de la década de 1960, el físico de Lund Sven-Gösta Nilsson introdujo una teoría:entre otros, que tal isla de estabilidad debería existir alrededor del elemento 114 todavía por descubrir.
"Esto es algo así como un Santo Grial en física nuclear. Muchos sueñan con descubrir algo tan exótico como un o incluso estable, elemento superpesado, "dice Anton Såmark-Roth, estudiante de doctorado en física nuclear en la Universidad de Lund.
Inspirado en las teorías de Nilsson, los investigadores han estudiado el elemento flerovium en detalle y han realizado descubrimientos revolucionarios. El experimento fue realizado por un equipo de investigación internacional dirigido por Dirk Rudolph, profesor de la Universidad de Lund.
En el marco del programa de investigación FAIR Phase-0 en la instalación de aceleración de partículas GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung en Darmstadt, Alemania, hasta 6 1, 018 (6, 000, 000, 000, 000, 000, 000) los núcleos atómicos de calcio-48 se aceleraron al 10% de la velocidad de la luz. Bombardearon una fina película de plutonio-244 raro y, a través de la fusión nuclear atómica, se podría crear flerovium, un átomo a la vez. En el experimento de 18 días, A continuación, el equipo de investigación registró la desintegración radiactiva de algunas decenas de núcleos de flerovium en un dispositivo de detección especialmente desarrollado en Lund.
A través del análisis exacto de los fragmentos de descomposición y los períodos dentro de los cuales fueron liberados, el equipo pudo identificar nuevas ramas de descomposición de flerovium. Se demostró que estos no podían conciliarse con las propiedades "mágicas" previamente predichas del elemento.
Mediante un sistema detector de silicio dentro de una cámara de vacío rodeada de nuevos detectores de germanio, la energía y el tiempo de llegada de los núcleos de flerovium y sus productos de desintegración, p.ej. partículas alfa, electrones o productos de fisión, así como rayos X y rayos gamma, fueron registrados. Crédito:A. Såmark-Roth, Universidad de Lund
El haz de calcio del acelerador UNILAC pasó a través de la línea de luz visible a la izquierda de la imagen hasta el área objetivo (centro de la imagen) donde tuvo lugar la fusión nuclear que condujo a la producción de flerovium. Los productos de la reacción nuclear y el haz de calcio sin reaccionar luego pasaron a través de los imanes visibles en rojo a la derecha, que aisló los núcleos de flerovium de todas las demás partículas. Luego, Flerovium ingresó al aparato de detección al final del separador. Crédito:G. Otto, GSI / FERIA
"Estamos muy contentos de que toda la tecnología que rodea a nuestra configuración experimental funcionara como debería cuando comenzó el experimento. Sobre todo, poder seguir la descomposición de varios núcleos de flerovium desde la sala de control en tiempo real fue muy emocionante, "dice Daniel Cox, postdoctorado en física nuclear en la Universidad de Lund.
Los nuevos resultados, publicado en la revista de investigación Cartas de revisión física , será de gran utilidad para la ciencia. En lugar de buscar la isla de estabilidad alrededor del elemento 114, el mundo de la investigación puede centrarse en otros elementos aún por descubrir.
"Fue una tarea exigente, pero por supuesto, experimento muy exitoso. Ahora sabemos, podemos pasar del elemento 114 y, en su lugar, mirar alrededor del elemento 120, que aún no se ha descubierto. Ahora el viaje a la isla de la estabilidad tomará un nuevo rumbo, "concluye Anton Såmark-Roth.
