Medições de colisões entre pequenos e grandes núcleos atômicos por físicos RIKEN irão informar a busca para produzir novos elementos e podem levar a uma nova química envolvendo elementos superpesados.

Dois objetivos tentadores estão quase ao alcance dos físicos nucleares experimentais. Uma é quebrar na oitava linha da tabela periódica. Até aqui, os cientistas fizeram todos os elementos nas primeiras sete linhas - do hidrogênio (um próton) ao oganesson (118 prótons). Assim, sintetizar elementos mais pesados ​​abrirá novos caminhos.

O outro objetivo é localizar a 'ilha de estabilidade' no mar de núcleos superpesados. Elementos superpesados ​​geralmente se tornam mais instáveis ​​quanto mais prótons eles contêm. Por exemplo, o isótopo mais estável do niônio (113 prótons) tem meia-vida de quase oito segundos, enquanto o de oganesson tem apenas 0,7 milissegundos. Mas os teóricos acham que essa tendência mudará para núcleos situados logo após o oganesson. Eles conjeturam que existe um núcleo particularmente estável que é 'duplamente mágico, "tendo números mágicos de prótons e nêutrons. Elementos superpesados ​​de vida longa abrirão um novo tipo de química, que envolve reações mais prolongadas.

Para realizar esses objetivos, os experimentalistas precisam determinar como maximizar suas chances de produzir núcleos superpesados, já que se estima que leva mais de três meses para sintetizar um único átomo. Para fazer isso, eles precisam conhecer a força repulsiva que dois núcleos experimentam quando se aproximam devido à força de atração do potencial nuclear.

Agora, Taiki Tanaka do RIKEN Nishina Center for Accelerator-Based Science e colegas de trabalho mediram essa repulsão disparando pequenos núcleos (neon, magnésio e cálcio) em grandes (cúrio e urânio) e medindo como eles se espalharam.

Eles descobriram que a barreira repulsiva é principalmente afetada pela deformação do núcleo maior, que tem o formato de uma bola de rugby. A comparação com as funções de excitação para produzir elementos superpesados ​​conhecidos sugere que disparar o núcleo menor de modo que se aproxime do lado do núcleo maior deformado será a estratégia mais eficaz para produzir novos núcleos superpesados.

Se esta tendência for válida para núcleos mais pesados, então a energia ideal do núcleo menor pode ser determinada apenas medindo a barreira repulsiva do núcleo maior, o que leva apenas cerca de um dia. "A partir deste estudo sistemático, propusemos um novo método para estimar a energia incidente ótima para sintetizar um novo elemento, "diz Tanaka.

A equipe planeja usar esse conhecimento para fazer novos elementos superpesados. "A curto prazo, vamos tentar fazer novos elementos, como os elementos 119 ou 120, "explica Tanaka." Em uma ou duas décadas, queremos chegar à ilha de estabilidade, mas não temos certeza de onde está. "