Wyspy stabilności nie ma wokół pierwiastka 114

Wyspa stabilności wciąż poszukiwana. Przynajmniej wiemy, gdzie jej nie ma

Już w latach 60. ubiegłego wieku pojawiły się teorie o możliwości istnienia pierwiastków superciężkich. Ich jądra mogłyby dać początek tzw. wyspie stabilności, która wykracza daleko poza uran. Najnowsze badania sugerują, że ponad 50-letnią teorię trzeba zweryfikować.

Najcięższym pierwiastkiem występującym w przyrodzie jest uran, którego jądro atomowe zawiera 92 protony i 146 neutronów. Jądra cięższych pierwiastków stają się niestabilne ze względu na zbyt dużą liczbę protonów, przez co rozpadają się bardzo szybko – zwykle w ciągu ułamka sekundy.

Istnieje jednak „magiczna” kombinacja protonów i neutronów, która może doprowadzić do powstania pierwiastków o szybko rosnącym czasie życia. Sugerowano, że może być nią obdarzony flerow – pierwiastek, który w układzie okresowym ma liczbę atomową równą 114.

Czytaj też: Fizyka kwantowa – siedem faktów, które warto znać

Pod koniec lat 60. ubiegłego wieku, Sven-Gösta Nilsson z Uniwersytetu w Lund zasugerował, że wokół nieodkrytego jeszcze wtedy pierwiastka powinna istnieć tzw. wyspa stabilności. Mianem tym określa się grupę izotopów superciężkich pierwiastków chemicznych, których jądra atomowe wykazują znacznie wyższą trwałość, niż inne z tego obszaru liczb atomowych.

To jest coś w rodzaju Świętego Graala w fizyce jądrowej. Wielu marzy o odkryciu czegoś tak egzotycznego, jak długotrwały, a nawet stabilny pierwiastek superciężki.

Anton Såmark-Roth, doktorant fizyki jądrowej na Uniwersytecie w Lund

Naukowcy z Uniwersytetu w Lund postanowili dokładnie zbadać flerow. Przyspieszyli w akceleratorze cząstek do 10% prędkości światła 6 x 10^18 jąder atomowych wapnia-48. Zbombardowano nimi cienką warstwę plutonu-244, w wyniku czego powstał flerow. W trwającym 18 dni eksperymencie udało się zaobserwować rozpad promieniotwórczy kilkudziesięciu jąder atomowych tego pierwiastka. Wykryto tym samym nowe gałęzie rozpadu flerowu i tym samym wskazano, że nie wiążą się one z postulowanymi „magicznymi” cechami.

Wyniki opublikowane w Physical Review Letters prawdopodobnie będą miały duże znaczenie dla fizyki. Zamiast szukać wyspy stabilności wokół pierwiastka 114, powinniśmy skierować wzrok w inną stronę.

To był wymagający, ale jednocześnie bardzo udany eksperyment. Teraz wiemy, że możemy odejść od pierwiastka 114 i zamiast tego rozejrzeć się za pierwiastkiem 120, który nie został jeszcze odkryty. Podróż do wyspy stabilności obierze nowy kurs.

Anton Såmark-Roth