В лабораториях ядерной физики Беркли царит волнение. Команда исследователей собирается добавить новый элемент в таблицу Менделеева1, та система каталогизации элементов, которую мы все изучали в школе. Но на этот раз это не простое дополнение к таблице Менделеева: элемент 120 он настолько огромен, что потребует создания совершенно новой линии. Задача, которая могла бы переписать книги химия.
Проблема суперэлементов в таблице Менделеева
Текущая таблица Менделеева содержит 118 элементов, от водорода с одним протоном доОганессон, представленный 30 декабря 2015 года, который содержит в своем ядре не менее 194 субатомных частиц. Эта система классификации, фундаментальная для современной химии, вот-вот столкнется с эпохальным поворотным моментом: добавлением совершенно нового ряда для включения еще более тяжелых элементов.
Исследование, опубликованное в журнале Physical Review Letters, (Я связываю это с вами здесь), демонстрирует новый многообещающий подход. Доктор Джеклин Гейтс, учёный-ядерщик из Национальной лаборатории Лоренса Беркли, привел команду к этому революционному открытию. Их метод? Бомбардировка изотопов плутония испаренными ионами титана.
Но не только элемент 120 находится в поле зрения исследователей. Существует такжепозиция 119, временно называемый ununennio2, который ожидает синтеза. Оба эти элемента настолько массивны, что требуют полной перестройки таблицы Менделеева в том виде, в каком мы ее знаем.
Новый элемент, требующий терпения
Процесс создания невероятно сложен и требует колоссального терпения. В лаборатории Беркли потребовалось более 22 дней непрерывной бомбардировки, чтобы создать всего два атома ливермория.3 (пункт 116). А как насчет элемента 120? Второй Райнер Крюкен, еще одному ученому из команды, могло бы потребоваться в десять раз больше времени.
Il циклотрон 88-дюймовый сосуд лаборатории Беркли работает непрерывно, обстреливая ионами титана изотопы калифорния. Это похоже на попытку поразить движущуюся микроскопическую цель, но с потенциально революционными последствиями для науки. Задача огромна, но возможность успеха никогда не была более конкретной. Как он заявил Крюкен: «Это непросто, но теперь кажется выполнимым».
В поисках острова стабильности
Когда мы пытаемся создать эти невероятно редкие элементы, мы находимся на абсолютном пределе человеческих знаний и понимания, и нет никакой гарантии, что физика будет работать так, как мы ожидаем.
Эти слова Дженнифер Поре, ученый-ядерщик из лаборатории Беркли, прекрасно передает волнение и неопределенность этого исследования.
Сверхтяжелые элементы имеют тенденцию быстро разлагаться после своего образования. Однако исследователи выдвигают гипотезу о существовании «острова стабильности»: области, в которой эти элементы, достигнув определенных размеров, они могли оставаться нетронутыми дольше. Что делать?
«Расширенная» таблица Менделеева, значение для будущего химии
Создание 120-го элемента — не просто научное достижение: оно может открыть дверь в новую эру в понимании материи. Если этот элемент действительно достигнет «острова стабильности», мы сможем изучить совершенно новые и неизведанные химические свойства.
Исследования сверхтяжелых элементов уже произвели революцию в нашем понимании фундаментальных законов ядерной физики. Каждый новый обнаруженный элемент добавляет часть головоломки материи, помогая нам лучше понять, как работает Вселенная на атомном уровне.
Беспрецедентная технологическая задача
Il Лаборатория Беркли он не новичок в этих предприятиях. Лаборатория имеет долгую историю открытия новых элементов, но на этот раз задача стоит особенно амбициозная. Технология, необходимая для создания Элемента 120, расширяет границы наших нынешних возможностей.
Циклотрон, использованный для этих экспериментов, — чудо современной техники, способное ускорять частицы до невероятных скоростей. Но даже с помощью этой передовой технологии создание нового элемента остается подвигом на пределе возможностей. Терпение и настойчивость являются ключом к этому квесту. Как и в случае со многими великими научными открытиями, успех может быть не за горами, а могут потребоваться годы попыток. Но одно можно сказать наверняка: мы как никогда близки к переписыванию таблицы Менделеева.
