Creazione di Elementi Superpesanti: Un Passo Avanti Verso l’Element 120

Gli scienziati sono appena arrivati ​​vicini alla creazione dell’elemento più pesante di sempre: Oltrepassare i confini atomici

Negli ultimi anni, la scienza ha compiuto passi da gigante nella comprensione e nella creazione di elementi chimici sempre più pesanti. Recentemente, un team di scienziati ha raggiunto un traguardo significativo nella sintesi di elementi superpesanti, utilizzando un nuovo metodo che promette di ampliare i confini della chimica atomica. In questo articolo, esploreremo i dettagli di questa scoperta, l’importanza della creazione di nuovi elementi e le potenziali applicazioni future di tali ricerche.

Il Traguardo della Sintesi di Livermorium: Verso l’Elemento 120

Con un’impresa paragonabile all’alchimia moderna, i ricercatori hanno utilizzato un fascio di titanio vaporizzato per generare uno degli elementi più pesanti mai creati sulla Terra: il livermorium. Questa innovazione avviene presso il Lawrence Berkeley National Laboratory, dove gli scienziati hanno sperimentato un metodo innovativo di fusione atomica.

Il livermorium, che è stato sintetizzato per la prima volta nel 2000, ha 116 protoni nel suo nucleo, il che lo colloca nella categoria degli elementi superpesanti. Sebbene non sia l’elemento più pesante mai creato (quella distinzione appartiene all’oganesson, con il numero atomico 118), la recente produzione di livermorium è un segnale promettente per il futuro della ricerca sui materiali superpesanti.

Un Nuovo Metodo di Sintesi

Il metodo sviluppato dagli scienziati prevede l’uso di un isotopo raro di titanio, il titanio-50, che viene riscaldato a quasi 1650 °C per liberare ioni. Questi ioni vengono quindi diretti verso un altro elemento, in questo caso il plutonio, per creare livermorium. Questo processo è stato considerato un passo fondamentale per la futura sintesi di un nuovo elemento ancora più pesante, l’unbinilio, che dovrebbe avere 120 protoni.

Jacklyn Gates, una chimica nucleare del Berkeley Lab che ha guidato la ricerca, ha dichiarato: “Questa reazione non era mai stata dimostrata prima, ed era essenziale dimostrare che fosse possibile prima di intraprendere il nostro tentativo di realizzare 120”. La ricerca di nuovi elementi, infatti, richiede non solo innovazione, ma anche una profonda comprensione delle interazioni nucleari.

Fino ad oggi, il calcio-48 è stato l’elemento di riferimento per la creazione di nuovi nuclei, grazie alla sua stabilità e alla sua struttura atomica favorevole. Tuttavia, il titanio-50, pur non essendo un “numero magico”, possiede 22 protoni, un passo necessario verso i pesi atomici più elevati, senza risultare troppo instabile.

Jennifer Pore, un fisico del Berkeley Lab, ha aggiunto: “Creare l’elemento 116 con titanio convalida che questo metodo di produzione funziona e ora possiamo pianificare la nostra ricerca per l’elemento 120”. Questo dimostra l’importanza di testare nuove combinazioni di elementi per scoprire metodi più efficaci di sintesi.

Il Processo di Creazione

Il processo per ottenere livermorium non è stato semplice. La squadra ha impiegato 22 giorni di operazioni all’interno del ciclotrone da 88 pollici del Berkeley Lab, un acceleratore progettato per creare fasci di ioni pesanti. Questo ciclotrone ha permesso di accelerare gli ioni di titanio a una velocità tale da consentire la fusione con il plutonio, sebbene il risultato sia stato solo di due atomi di livermorium.

La creazione di un elemento come l’unbinilio attraverso questo metodo, puntando il fascio verso il californio-249, si prevede sarà molto più veloce rispetto ai metodi precedenti. Tuttavia, gli scienziati avvertono che il processo sarà comunque lungo. Reiner Kruecken, un fisico nucleare del Berkeley Lab, stima che “ci vorrà circa dieci volte più tempo per realizzare 120 rispetto a 116”.

Le Implicazioni Future della Ricerca sugli Elementi Superpesanti

La competizione per la scoperta di nuovi elementi superpesanti è tornata in primo piano, con il Berkeley Lab che si riafferma come un leader nella ricerca atomica. Da almeno il 2006, scienziati di diverse nazioni, tra cui Russia, Cina e Stati Uniti, stanno lavorando per sintetizzare l’unbinilio, ma senza risultati significativi fino ad ora.

Witold Nazarewicz, un fisico nucleare non coinvolto nella ricerca, ha commentato: “È davvero importante che gli Stati Uniti siano tornati in questa corsa, perché gli elementi superpesanti sono molto importanti scientificamente”. L’unbinilio è particolarmente interessante perché si trova vicino alla cosiddetta “isola di stabilità”, una zona teorica in cui gli elementi superpesanti possiedono emivite più lunghe e stabilità maggiore grazie a configurazioni atomiche favorevoli.

Questi elementi stabili e a lunga vita offrono agli scienziati l’opportunità di studiare i comportamenti estremi della materia, testare modelli di fisica nucleare e tracciare i limiti dei nuclei atomici. La comprensione di tali fenomeni non solo arricchisce il nostro sapere scientifico, ma può anche aprire la strada a nuove tecnologie e applicazioni.

In conclusione, la recente scoperta e produzione di livermorium rappresentano un importante passo avanti nella creazione di elementi superpesanti. Con la ricerca continua e la speranza di sintetizzare l’unbinilio, il campo della chimica nucleare è pronto a fare ulteriori scoperte che potrebbero avere un impatto duraturo sulla scienza e sulla tecnologia.