Von Stephen Battersby
Könnte ein superschweres Element – schwerer als alles, was bisher in der Natur gefunden oder im Labor hergestellt wurde – natürlich in den Felsen der Erde existieren? Ein Team von Physikern sagt, dass sie ein paar außergewöhnlich massive Atome – von denen sie sagen, dass es sich um das Element 122 handeln könnte – in einer aus natürlichen Mineralien hergestellten Lösung entdeckt haben. Das schwerste in der Natur vorkommende Element ist Uran, das nur 92 Protonen enthält und damit im Periodensystem 30 Plätze unter dem mutmaßlichen neuen Element steht.
Amnon Marinov von der Hebräischen Universität Jerusalem leitete ein Team, das eine gereinigte Lösung von Thorium (Element 90) analysierte, indem es sie durch ein Massenspektrometer laufen ließ, das die Masse der einzelnen Atome messen kann. Das Thorium sollte eine Atommasse nahe 232 (einschließlich Neutronen) haben, aber das Team sah eine Handvoll Zählungen mit einer viel größeren Masse – knapp über 292.
Das ist schwerer als jedes bekannte Atom. Moleküle können leicht so schwer sein, und Marinov zog die Möglichkeit in Betracht, dass Kohlenwasserstoffmoleküle aus dem in der Versuchsapparatur verwendeten Öl das Signal verursacht haben könnten. Aber er sagt, dass Tests keine Verunreinigung gefunden haben.
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„Jedes Molekül, das gefunden werden kann, hat eine etwas geringere Masse“, sagte Marinov dem New Scientist.
Er sagt, dass diese Masse zu Element 122 passen könnte, in einer Variante oder einem Isotop, das 170 Neutronen enthält; oder möglicherweise zu Element 124, in einem Isotop mit 168 Neutronen.
Hochgradig instabil
Berechnungen zeigen, dass beide dieser Isotope sehr instabil sein sollten und innerhalb von Nanosekunden eine Form des radioaktiven Zerfalls durchlaufen. Daher schlägt Marinov vor, dass sich der Kern in einer besonderen Art von angeregtem Zustand befinden könnte – stark verformt und drehend, was seiner Meinung nach viel länger andauern könnte.
Wenn selbst diese schwache Spur des Stoffes nach 4.
Wenn selbst diese schwache Spur des Stoffes nach 4,5 Milliarden Jahren in den Gesteinen der Erde verbleibt, müsste er eine Halbwertszeit von mehr als 100 Millionen Jahren haben.
Dieser Teil des Arguments ist „nicht unbedingt lächerlich“, sagt der Kernphysiker Rolf-Dietmar Herzberg von der Universität Liverpool, Großbritannien, der nicht an der Studie beteiligt war. Wir wissen von einem angeregten Zustand, im Isotop Tantal-180, der sehr langlebig ist – eine Million Milliarden Jahre lang.
‚Gaping holes‘
Aber ansonsten ist Herzberg nicht beeindruckt. „Es gibt einige klaffende Löcher in dem Papier“, sagte er dem New Scientist. Wenn es in einer gereinigten Lösung von Thorium eine Spur von diesem Stoff gibt, sollte es in natürlichen Mineralien noch mehr davon geben. „Dann ist es lächerlich anzunehmen, dass es noch niemand entdeckt hat.“
Er vermutet auch, dass ein deformierter, sich drehender Kern dieser Größe zur Spaltung neigen würde, also einfach in zwei Teile auseinanderfliegt.
Kenneth Gregorich vom Lawrence Berkeley Laboratory in Kalifornien, USA, ist ebenfalls sehr skeptisch. „Es gibt ein paar Zählungen in einem Massenspektrometer“, sagt er. „Um ein neues Element zu behaupten, braucht man viel bessere Beweise als das. Die allgemeine Interpretation wird sein, dass es ein Problem mit ihrer Technik geben muss.“
Wenn ein sehr stabiles superschweres Isotop existiert, wird es wahrscheinlich mehr Neutronen enthalten als das von Marinovs Gruppe behauptete, das 170 hat. Es wird angenommen, dass eine „Insel der Stabilität“ um Isotope mit 184 Neutronen existiert, aber bisher wurde noch keines synthetisiert.