Νέα υπέρβαρα στοιχεία με ατομικούς αριθμούς 113 και 115

Από την ιστοσελίδα του Associated Press, 1 Φεβρουαρίου 2004

Ρώσοι και Αμερικανικοί επιστήμονες λένε ότι έχουν δημιουργήσει δύο νέα "υπέρβαρα" στοιχεία τα οποία θα τοποθετηθούν στο τέλος του περιοδικού πίνακα των χημικών στοιχείων.

Αλλά, επειδή τα δύο νέα στοιχεία 113 και 115 είναι πολύ ασταθή, διασπάστηκαν σε κλάσματα του δευτερόλεπτα αμέσως μετά τη δημιουργία τους, μέσα σε έναν επιταχυντή σωματιδίων, προς ελαφρύτερα στοιχεία.

Οι ονομασίες τους είναι ununtrium (ένα-ένα-τρία) γι' αυτό που έχει 113 πρωτόνια στον πυρήνα του, και  ununpentium (ένα-ένα-πέντε) για αυτό με ατομικό αριθμό 115.

Τα δύο νέα στοιχεία αντιπροσωπεύουν ασυνήθιστες μορφές της ύλης με ιδιότητες πολύ διαφορετικές από εκείνες των 92 στοιχείων που εμφανίζονται φυσικά πάνω στη Γη.

Οι υπερβαρείς πυρήνες μπορεί να φτιάχτηκαν σε αφθονία με τις εκρήξεις των σουπερνόβα στα αστέρια. Ή ίσως κατά τη διάρκεια των πιο καυτών περιόδων του σύμπαντος, στην αρχή της ιστορίας του.

Εδώ όμως στη γη, αυτά τα ελάχιστα ποσά υπερβαρέων στοιχείων που σχηματίστηκαν στους επιταχυντές, πιθανώς, δεν θα βρουν ποτέ μια καθημερινή χρήση.

Στοιχεία πάνω στα νέα στοιχεία θα εμφανιστούν στο περιοδικό Physical Review C, μια έκδοση της Αμερικανικής Φυσικής Εταιρείας που ειδικεύεται στην πυρηνική δομή.

Οι ανακαλύψεις όμως δεν θα γίνουν αποδεκτές αμέσως σε όλη την επιστημονική κοινότητα και δεν θα προστεθούν στα βιβλία, έως ότου κι άλλα εργαστήρια επιβεβαιώσουν τα στοιχεία, μια διαδικασία που θα μπορούσε να κρατήσει μήνες ή ακόμα και χρόνια.

Η εμπιστοσύνη σε αυτά τα πειράματα πυρηνικών δομών χάθηκε, όταν το 1999 βρέθηκε ότι η κάλυψη δύο στοιχείων ήταν ψεύτικη. Αλλά άλλοι ερευνητές γνώστες της πιο πρόσφατης μελέτης ανέφεραν ότι είχαν εμπιστοσύνη στα αποτελέσματα.

"Αυτή η έρευνα είναι στέρεα", λέει ο Richard Casten, ένας φυσικός του Yale και συντάκτης του περιοδικού.

Ο ίδιος περιέγραψε τις τεχνικές που υιοθετήθηκαν στο Joint Institute of Nuclear Research στην Dubna της Ρωσίας και το Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore στην Καλιφόρνια σαν "πολύ δυσνόητες".

Αλλά ο Casten και άλλοι εξέφρασαν εμπιστοσύνη στα αποτελέσματα και τους επιστήμονες, ειδικά στον Yuri Oganessian, το ρώσο φυσικό και επικεφαλής συντάκτης της ανακοίνωσης, που ερμήνευσαν τα αποτελέσματα των συγκρούσεων των σωματιδίων στο ρωσικό κύκλοτρο, όπου δημιουργήθηκαν τα στοιχεία.

Στα πειράματα, οι ερευνητές πυροδότησαν ένα σπάνιο ισότοπο του ασβεστίου πάνω σε έναν στόχο από το στοιχείο αμερίκιο. Το νέο στοιχείο 115 δημιουργήθηκε περιστασιακά όταν συντήχθηκαν οι πυρήνες του ασβεστίου και του αμερικίου.

Στο τεχνητό περιβάλλον του κυκλότρου τα άτομα του στοιχείου 115, έζησαν κλάσμα μόνο του δευτερολέπτου, προτού αυτό διασπαστεί στο στοιχείο 113. Τα άτομα δε του στοιχείου 113, παρέμειναν περισσότερο από 1 δευτερόλεπτο.

Οι επιστήμονες εικάζουν ότι στη φύση τα δύο στοιχεία θα άνηκαν σε μια ειδική κλάση των υπέρβαρων στοιχείων, που είναι γνωστή ως η "περιοχή της σταθερότητας". Είναι αυτά που έχουν μια διάρκεια ζωής πολύ μεγαλύτερη, επειδή η δομή των πυρήνων τους (σαν τα κελύφη), περιέχει υψηλότερους αριθμούς σωστά διευθετημένων πρωτονίων και νετρονίων.

Το 1999, ερευνητές στα Πολιτειακά Πανεπιστήμια της Καλιφόρνιας και του Όρεγκον βομβάρδισαν έναν στόχο μολύβδου με μια ακτίνα ιόντων κρυπτού. Ανέφεραν δε ότι ανίχνευσαν τρία άτομα του στοιχείου 118, το οποίο ήταν τότε το βαρύτερο στοιχείο που ανιχνεύθηκε. Αυτά εν συνεχεία διασπάστηκαν σχεδόν αμέσως στο στοιχείο 116.

Αλλά πριν δύο χρόνια, οι ισχυρισμοί αυτοί αποδείχθηκαν ψεύτικοι και αποσύθηκαν, όταν βρέθηκε ένας επιστήμονας στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence του Μπέρκλευ, βρέθηκε να έχει κατασκευάσει τα στοιχεία.

Ο φυσικός Victor Ninov ήταν το μόνο μέλος εκείνης της 16-μελούς ομάδας του Εργαστηρίου που απομακρύνθηκε για εκείνο το γεγονός, και φυσικά αποδέχθηκε την απόφαση.

Άλλοι ερευνητές αργότερα δημιούργησαν το στοιχείο 116.

Το 1999, οι ρώσοι ερευνητές στην Dubna ανακάλυψαν έναν άλλο υπέρβαρο στοιχείο -- το 114 -- με  βομβαρδισμό του πλουτώνιου από ιόντα ασβεστίου.