To proste, drogi Einsteinie
Konsorcjum naukowców ze Szwajcarii, USA i Rosji, pracujących w słynnym rosyjskim Zjednoczonym Instytucie Badań Jądrowych w Dubnej, udało się udowodnić istnienie dwóch nowych sztucznych pierwiastków. Pierwiastki, którym nie nadano jeszcze nazw, mają liczby atomowe 115 i 113, i zajmują 20. i 21. pozycję na liście odkryć pierwiastków dokonanych od czasu odkrycia plutonu w 1940 r. Dr Heinz Gäggeler z Paul Scherrer Institut w Szwajcarii kierował pracami zespołu szwajcarskiego, który miał największy udział w udowodnieniu istnienia nowych pierwiastków. Zaobserwowano je wcześniej, ale nie udokumentowano ich istnienia. - To osiągnięcie było wyjątkowe, ponieważ oznaczało odkrycie nowych pierwiastków. W toku nowego eksperymentu uzyskaliśmy pierwiastek 115, który nie zmienia się w procesie rozpadu w żaden znany pierwiastek, ale rozpada się poprzez emisję cząstek alfa do postaci nieznanego izotopu. Byliśmy przekonani, że produktem rozpadu 115 będzie 113, której rozpad doprowadzi do 111, następnie 109, 107 i ostatecznie do 105. Nasze zadanie polegało na udowodnieniu tego - powiedział dr Gäggeler w wywiadzie dla CORDIS Wiadomości. Eksperyment polegał na bombardowaniu wirującej tarczy atomów ameryku 243 (liczba atomowa tego pierwiastka wynosi 95) strumieniem jonów wapnia 48 (liczba atomowa 20) w akceleratorze cząstek. - Izotop wapnia 48 to bardzo egzotyczny materiał. Jest warty tysiące euro za miligram, a my do przeprowadzenia naszego eksperymentu potrzebowaliśmy kilku gramów - wyjaśnił dr Gäggeler. Naukowcy mieli nadzieję, że jądra połączą się, dając w rezultacie nowy pierwiastek o liczbie atomowej 115. Gdyby do tego rzeczywiście doszło, atomy pierwiastka 115 zostałyby wychwycone przez tarczę miedzi umieszczoną za tarczą atomów ameryku. Wiele ciężkich, sztucznych pierwiastków jest bardzo nietrwałych i zwykle ulega rozpadowi z emisją cząstek alfa. Cząstka alfa składa się z połączonych dwóch neutronów i dwóch protonów. Ten rodzaj promieniowania jest łatwo wykrywalny i stanowi zasadniczy element dowodu, którego poszukiwali członkowie zespołu naukowego. Zakładając słuszność teorii naukowców, pierwiastek 115 rozpada się z emisją cząstek alfa na 113, następnie bardzo szybko rozpada się w ten sam sposób aż do postaci 105, która jest stosunkowo trwała. Problemem było wykrycie obecności pierwiastka 115, ponieważ istnieje on tylko przez ułamek sekundy - tak jak wszystkie pierwiastki aż do liczby atomowej 105, w przypadku której trwałość wynosi kilka godzin. Właśnie wtedy przydała się wiedza dr. Gäggelera, umożliwiająca zespołowi łatwe wykrycie obecności pierwiastka 105: - Udało nam się to za pomocą sztuczki chemicznej. Potrafiliśmy wykrywać pierwiastek 105 - dubn. Znaliśmy 105 pod względem chemicznym dzięki pracy nad innym izotopem 105, i perfekcyjnie przygotowaliśmy nasz materiał chemiczny. - Chcieliśmy odkryć nowy pierwiastek i przewidzieliśmy wynik, ale nie byliśmy pewni - powiedział dr Gäggeler. - W rezultacie wykryliśmy 15 atomów dubnu - bardzo niewiele. Chociaż ilość dubnu była niewielka, jego obecność stanowiła wystarczający dowód dla naukowców. Licząc wyemitowane cząstki alfa można było przeprowadzić rekonstrukcję rozpadu zaczynając od dubnu i postępując wstecz do pierwiastków 115 i 113. To zbieg okoliczności, że nazwa dubn pochodzi od rosyjskiego miasta Dubna, w którym badania te były prowadzone. Niestety, chociaż udowodniono istnienie dwóch nowych pierwiastków, jeszcze nie można ich nazwać. Nazwy nadawane są przez Międzynarodową Unię Chemii Czystej i Stosowanej oraz Międzynarodową Unię Fizyki Czystej i Stosowanej. - Ich zadaniem jest ustalenie, kiedy zidentyfikowano, a następnie odtworzono nowy pierwiastek. Odtworzenie naszych wyników może zająć [...] Japonii, Europie czy Ameryce od pięciu do dziesięciu lat. Tylko te kraje dysponują odpowiednimi akceleratorami. Jesteśmy przekonani, że nasze wyniki są poprawne, tak więc jest to tylko kwestia czasu - powiedział dr Gäggeler. Po powtórzeniu eksperymentu zespołowi będzie przysługiwał przywilej nazwania nowych pierwiastków.
Kraje
Szwajcaria, Rosja, Stany Zjednoczone
