A fizikusok kidolgoztak egy ígéretes módszert a periódusos rendszer legnehezebb, hipotetikus elemének, a 120-as elemnek a szintetizálására. Ehhez az első lépés a livermorium sikeres létrehozása volt – akkor ugyanis egy olyan új megközelítést használtak, amely beválhat a 120-as elem elkészítésénél is. A hírről a New Scientist számolt be.

Jacklyn Gates és csapata a kaliforniai Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratóriumban (LBNL) úgy érte el az előbbi eredményt, hogy töltött titánatomok sugarát egy plutónium célpontra irányították. A folyamat rendkívül nagy kihívást jelent, mivel a titánsugarat nehéz kontrollálni, ráadásul több millió billió ütközés szükséges mindössze csak néhány atom keletkezéséhez is. Mindazonáltal a kutatók úgy vélik, hogy ez a módszer a kulcs az unbinilium – vagyis tehát 120-as elem – létrehozásához, amelynek a magjában 120 proton van.

Az unbinilium (Ubn) tehát egy még fel nem fedezett kémiai elem 120-as rendszámmal. Eka-rádiumnak is nevezik, és a transzaktinoidák közé tartozik. Valószínűleg szilárd halmazállapotú, erősen bázikus alkáliföldfém lesz, fémes, ezüstös-fehér vagy szürke színnel.

A kísérlet ritka titánizotópokkal kezdődött, amelyeket speciális kemencében 1650 °C-on párologtattak el. A mikrohullámok ezt a forró gőzt töltött sugárrá alakították át, amelyet aztán a fénysebesség körülbelül 10%-ára gyorsítottak, mielőtt a plutónium célponttal ütköztek volna. A keletkező törmeléket elemezték, és két livermorium-atom keletkezését mutatták ki. Gates szerint ezek az atomok a vártnak megfelelően gyorsan bomlottak le, tekintettel a nagyon nehéz elemek instabilitására, de a mérések annyira pontosak voltak, hogy csak egy a billióhoz az esély a téves kimutatásra.

Ezek az eredmények, amelyeket július 23-án prezentáltak a Nuclear Structure 2024 konferencián az Illinois állambeli Argonne National Laboratoryban, megerősítik, hogy a 120-as elemet létre lehet hozni mesterségesen.

Michael Thoennessen, a Michigan State University munkatársa szerint a mostani eredmények döntő alapot teremtenek, hogy a jövőben megkíséreljék az unbinílium szintetizálását. Ennek az elemnek a létrehozása jelentősen javíthatja a nehéz elemek stabilitását befolyásoló erős kölcsönhatások megértését, egyben betekintést kínálhat az egzotikus elemek kialakulásába a korai univerzumban.

Jelenleg a legnehezebb ember alkotta elem az oganesson (118-as elem), amelyet 2002-ben szintetizáltak. Azóta az ennél nehezebb elemek előállítása nagyon komoly kihívást jelentett éppen a szóban forgó anyagok instabilitása miatt.

Ezen akadályok ellenére a titánsugaras kísérlet sikerét követően az LBNL csapata meglehetősen optimista a jövőt illetően: azt tervezik, hogy már jövőre elkezdik a kísérleteket, hogy létrehozzák a 120-as elemet, amihez plutónium célpont helyett kaliforniumot használnak majd.

„Azt hiszem, jelenleg sokkal közelebb vagyunk ahhoz, hogy tudjuk, mit kell tennünk”

– nyilatkozta Gates, akinek érthető az izgatottsága – nem mindennapi eredmény ugyanis a periódusos rendszer egy új elemmel történő bővítése.

(Kép: Jacklyn Gates a Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratóriumban livermorium atomokat választ szét, forrás: Marilyn Sargent/Berkeley Lab 2024, The Regents of the University of California)