Crédito:Relatórios de Física (2023). DOI:10.1016/j.physrep.2023.09.004 Cientistas da Universidade Massey na Nova Zelândia, da Universidade de Mainz na Alemanha, da Universidade Sorbonne na França e do Facility for Rare Isotope Beams (FRIB) discutem o limite da tabela periódica e a revisão do conceito de "ilha de estabilidade" com recentes avanços na pesquisa de elementos superpesados. Seu trabalho apareceu pela primeira vez em
Nature Reviews Physics .
Além do Nature Reviews Physics recurso, Relatórios de Física publicou uma revisão sobre a teoria da estrutura eletrônica atômica para elementos superpesados.
Qual é o núcleo ligado mais pesado e o átomo ligado mais pesado e quais são suas propriedades? Os núcleos de elementos químicos com mais de 103 prótons são rotulados como “superpesados”. Eles fazem parte de um vasto território desconhecido desses núcleos que os cientistas estão tentando descobrir. Explorar esse território inexplorado oferece perspectivas de descobertas que conectam as amplas áreas da ciência.
Estão a ser construídas novas instalações experimentais para ajudar os cientistas a descobrir as propriedades dos átomos e dos seus núcleos num regime de números muito grandes de electrões, protões e neutrões. As instalações criarão novos elementos e nuclídeos nos limites do número atômico e da massa. As taxas de produção de núcleos superpesados são extremamente baixas.
Os dados físicos e químicos obtidos nessas experiências indicaram desvios de elementos e isótopos mais leves. Isto permite aos cientistas questionar até que ponto as fronteiras da Tabela Periódica dos Elementos e da Tabela dos Nuclídeos podem ser expandidas. Avaliar a existência da “península de estabilidade alargada”, onde núcleos superpesados poderiam ter tempos de vida superiores aos muito curtos descobertos até agora, é também um objectivo científico.
Além disso, o progresso da teoria da estrutura atômica concentra-se nos elementos superpesados e nas suas configurações eletrônicas previstas do estado fundamental, que são importantes para a colocação de um elemento na tabela periódica.
"Devido à presença de enormes forças eletrostáticas, os elétrons em átomos superpesados se movem com velocidades próximas à velocidade da luz", disse um dos autores do artigo, Witek Nazarewicz, John A. Hannah Distinguished Professor of Physics e cientista-chefe do FRIB. "Além disso, forças de Coulomb muito fortes em núcleos superpesados dão origem a novos efeitos. Este é um novo jogo para a teoria atômica e nuclear."
No FRIB, os cientistas estudarão maneiras de alcançar núcleos superpesados localizados mais próximos da região de maior estabilidade. Muitos núcleos superpesados não podem ser medidos atualmente, portanto as informações sobre eles devem vir de extrapolações teóricas. Os teóricos nucleares do FRIB realizam previsões para núcleos superpesados usando modelos avançados auxiliados por computação de alto desempenho e aprendizado de máquina.
O estudo da Tabela Periódica dos Elementos e da paisagem nuclear na região superpesada gerará novas ideias e métodos que terão impacto na física nuclear e atômica, na astrofísica e na química.
