W centrum ich zainteresowania znalazły się pierwiastki znane jako tul, iterb oraz lutet. Zgromadzone w toku eksperymentów informacje zostały zaprezentowane na łamach Physical Review Letters. Co ciekawe, wyciągnięte wnioski powinny znaleźć zastosowanie nie tylko na Ziemi, ale również poza jej granicami, na przykład względem sytuacji panującej wewnątrz gwiazd neutronowych.
Czytaj też: Kubity wytwarzają z zaskakującego pierwiastka. To jeden z metali ziem rzadkich
Zacznijmy od tego, czym w ogóle są izotopy. Najprościej można wyjaśnić to pojęcie jako różne wersje tego samego pierwiastka chemicznego. Odmienności biorą się z różnic w zakresie liczb masowych (przy tych samych liczbach atomowych). Istotny pozostaje również fakt, że zazwyczaj im większa różnica mas atomowych izotopów, tym bardziej mogą się one między sobą różnić właściwościami fizycznymi lub chemicznymi.
Wszystkie pierwiastki posiadają izotopy, a te cechują się zróżnicowanymi poziomami stabilności. Czym się to objawia? Odmiennym tempem rozpadu, przy czym niektóre wykazują bardzo wysoką stabilność, dzięki czemu mogą przetrwać dłużej, podczas gdy inny rozpadają się w mgnieniu oka. Badania poświęcone tym niezwykłym materiałom mogą dostarczać kluczowych informacji na temat tego, jak we wszechświecie powstają pierwiastki i jak wyglądał ich udział na przestrzeni lat.
Izotopy stworzone przez autorów nowych badań powinny poszerzyć wiedzę na temat ekstremalnych zjawisk pokroju eksplozji supernowych
Badania rozpoczęły się od izotopu platyny-198, który posiada 120 neutronów. Co istotne, w “zwykłej” formie platyna ma 117 neutronów. Następnie członkowie zespołu badawczego potraktowali izotop akceleratorem ciężkich jonów, za sprawą którego chcieli dokonać fragmentacji jąder atomowych. Jak się okazało, rozpad badanego izotopu doprowadził do powstania tulu-182 oraz tulu-183. O ile w podstawowej formie pierwiastek ten ma 69 neutronów, tak nowo powstałe izotopy posiadały kolejno 113 i 114 neutronów.
Na tym postępy się nie skończyły. Autorzy zidentyfikowali również iterb-186 oraz iterb-187, posiadające odpowiednio 116 i 117 neutronów, a nie 103, jak ma to miejsce w przypadku samego iterbu. Jeśli zaś chodzi o lutet mający 104 neutrony, to naukowcy rozpoznali lutet-190, posiadający takowych 119.
Ze względu na okoliczności, w jakich zachodziło powstawanie tych izotopów, przedstawiciele Michigan State University oczekują postępów odnoszących się do okoliczności narodzin najcięższych pierwiastków we wszechświecie. Nauka zakłada, iż pierwiastki cięższe od żelaza mogą powstawać wyłącznie w ekstremalnych środowiskach, zapewnianych na przykład przez eksplozje supernowych czy kolizje gwiazd neutronowych.
Kluczowy wydaje się tzw. proces r, za sprawą którego dochodzi do wychwytu prędkich neutronów przez nuklidy. To właśnie dzięki niemu powstają pierwiastki pokroju złota, strontu bądź platyny. Warunki, w jakich odbywały się ostatnie eksperymenty, dają nadzieję na odtworzenie procesu r na Ziemi. W ten sposób świat nauki może zyskać narzędzie pozwalające zrozumieć to, co dzieje się w wyjątkowo ekstremalnych środowiskach w odległej przestrzeni.
