Elementare, caro Einstein
Un consorzio di ricercatori di Svizzera, Stati Uniti e Russia è riuscito a dimostrare l'esistenza di due nuovi elementi artificiali presso il famoso Centro di ricerca nucleare di Dubna (Russia). Agli elementi, cui non è ancora stato attribuito un nome, sono associati i numeri atomici 115 e 113; si tratta del ventesimo e del ventunesimo nuovo elemento individuati dalla scoperta del plutonio nel 1940. Il dottor Heinz Gäggeler dell'Istituto Paul Scherrer in Svizzera ha guidato il gruppo svizzero, che è stato fondamentale per dimostrare l'esistenza dei nuovi elementi, i quali erano già stati osservati in precedenza, ma la cui esistenza non era ancora stata provata. Il dottor Gäggeler ha dichiarato al Notiziario CORDIS: "La scoperta è stata un evento speciale, in quanto si è trattato della dimostrazione dell'esistenza di nuovi elementi. Nel nuovo esperimento in questione abbiamo prodotto l'elemento 115, che non decade in un elemento noto, bensì decade tramite radiazioni alfa in un isotopo sconosciuto. Eravamo convinti che l'elemento 115 decadesse nel 113, che a propria volta decadeva nel 111, nel 109, nel 107 e infine nel 105. Il nostro problema era dimostrarlo". L'esperimento è consistito nel bombardamento di un disco rotante di americio 243 (il numero atomico dell'americio è 95) con un flusso di ioni di calcio 48 (il numero atomico del calcio è 20) all'interno di un acceleratore di particelle. "Il calcio 48 è un materiale molto esotico. Vale migliaia di euro a milligrammo, e ne abbiamo utilizzati diversi grammi per portare a termine il nostro esperimento", ha commentato il dottor Gäggeler. Il gruppo sperava che i nuclei si fondessero per produrre un nuovo elemento - il numero 115. Se ciò fosse effettivamente accaduto, gli atomi dell'elemento 115 scoperto sarebbero stati catturati da un disco di rame posto dietro il disco di americio. Molti degli elementi pesanti e artificiali sono estremamente instabili, e tendono a decadere per effetto delle radiazioni alfa. Le radiazioni alfa sono composte da due neutroni e due protoni, combinati insieme in un unico pacchetto. Questo tipo di radiazione è facile da intercettare, ed è stata la chiave per fornire la prova di cui necessitava il gruppo. Partendo dall'ipotesi che la teoria del gruppo sia corretta, l'elemento 115 dovrebbe decadere nel 113 per effetto delle radiazioni alfa, e allo stesso modo continuerebbe a decadere di volta in volta e molto rapidamente fino a raggiungere l'elemento 105, che è relativamente stabile. Il problema del gruppo era testare l'elemento 115, dal momento che ha un ciclo di vita di solo una frazione di secondo, e lo stesso vale anche per tutti gli elementi fino ad arrivare al 105, che rimane in vita per diverse ore. Qui è entrata in gioco la competenza del dottor Gäggeler, che ha consentito al gruppo di testare con semplicità l'elemento 105: "Ci siamo serviti di uno stratagemma chimico. La nostra abilità consisteva nell'individuare l'elemento 105, noto come dubnio. Il 105 lo conoscevamo chimicamente, ma lavoravamo su un isotopo del 105 diverso, e avevamo messo a punto la nostra preparazione chimica alla perfezione". "Ci siamo proposti di scoprire un nuovo elemento e avevamo previsto il risultato, ma non ne eravamo certi", ha affermato il dottor Gäggeler. "Il risultato è stato che abbiamo trovato 15 atomi di dubnio - una quantità molto limitata". Per quanto ridotta, la quantità di dubnio è stata una prova sufficiente per il gruppo. Contando il numero di alfaparticelle rilasciate, a partire dal dubnio il gruppo ha fatto il percorso inverso ed è risalito agli elementi 115 e 113. Per pura coincidenza, il dubnio porta il nome della città russa di Dubna, dove è stata condotta la ricerca in questione. Purtroppo, benché sia stata dimostrata l'esistenza di questi due nuovi elementi, non è ancora possibile attribuire loro i rispettivi nomi. Spetta all'Unione internazionale di chimica pura e applicata e all'Unione internazionale di fisica pura e applicata assegnarli. "Il loro compito è stabilire quando è avvenuta l'identificazione di un nuovo elemento e la ripetizione dell'esperimento. Il Giappone, l'Europa o l'America potrebbero impiegare da cinque a dieci anni per replicare i nostri risultati. Sono gli unici paesi che dispongono di acceleratori adeguati", ha ricordato il dottor Gäggeler. "Noi siamo convinti della bontà dei nostri risultati, per cui è soltanto una questione di tempo". Quando l'esperimento sarà stato riprodotto, al gruppo spetterà l'onore di attribuire un nome ai nuovi elementi.
Paesi
Svizzera, Russia, Stati Uniti
