Door Stephen Battersby
Zou een superzwaar element – zwaarder dan alles wat tot nu toe in de natuur is gevonden of in het laboratorium is gemaakt – van nature in de rotsen van de aarde kunnen bestaan? Een team van natuurkundigen zegt dat zij een paar uitzonderlijk zware atomen – die volgens hen element 122 zouden kunnen zijn – hebben ontdekt in een oplossing die uit natuurlijke mineralen is bereid. Maar andere wetenschappers staan zeer sceptisch tegenover deze bewering
Het zwaarste element waarvan bekend is dat het in de natuur voorkomt is uranium, dat slechts 92 protonen bevat, waarmee het 30 plaatsen lager staat dan het vermeende nieuwe element in het periodiek systeem. In het laboratorium zijn natuurkundigen erin geslaagd elementen tot 118 te creëren, maar deze zijn alle zeer instabiel.
Amnon Marinov van de Hebreeuwse Universiteit van Jeruzalem leidde een team dat een gezuiverde oplossing van thorium (element 90) analyseerde door deze door een massaspectrometer te halen, die de massa van afzonderlijke atomen kan meten. Het thorium zou een atoommassa in de buurt van 232 moeten hebben (inclusief neutronen), maar het team zag een handvol tellingen met een veel grotere massa – iets meer dan 292.
Dat is zwaarder dan welk bekend atoom ook. Moleculen kunnen gemakkelijk zo zwaar zijn, en Marinov overwoog de mogelijkheid dat koolwaterstofmoleculen uit de olie die in de experimentele apparatuur werd gebruikt, het signaal zouden kunnen hebben veroorzaakt. Maar hij zegt dat bij de tests geen verontreiniging is gevonden.
Advertentie
“Elk molecuul dat kan worden gevonden heeft een iets lagere massa,” vertelde Marinov aan New Scientist.
In plaats daarvan zegt hij dat die massa zou kunnen passen bij element 122, in een variëteit, of isotoop, met 170 neutronen; of mogelijk element 124, in een isotoop met 168 neutronen.
Hoogst instabiel
Berekeningen laten zien dat deze beide isotopen zeer instabiel zouden moeten zijn, en een vorm van radioactief verval zouden moeten ondergaan in een kwestie van nanoseconden. Marinov suggereert dus dat de kern in een bepaald soort aangeslagen toestand verkeert – sterk vervormd en draaiend, die volgens hem veel langer zou kunnen duren.
Als zelfs dit zwakke spoor van het spul na 4.
Als zelfs dit vage spoor van het spul na 4,5 miljard jaar in het gesteente van de aarde achterblijft, zou het een halfwaardetijd van meer dan 100 miljoen jaar moeten hebben.
Dat deel van het argument is “niet noodzakelijkerwijs belachelijk”, zegt kernfysicus Rolf-Dietmar Herzberg van de Universiteit van Liverpool in het Verenigd Koninkrijk, die geen deel uitmaakte van het onderzoek. We weten van één aangeslagen toestand, in de isotoop tantaal-180, die een zeer lange levensduur heeft – van een miljoen miljard jaar.
‘Gaping holes’
Maar verder is Herzberg niet onder de indruk. “Er zitten een paar gapende gaten in het artikel,’ zei hij tegen New Scientist. Als er een spoor van dit spul in een gezuiverde oplossing van thorium zit, zou er nog meer van in natuurlijke mineralen moeten zitten. “Dan is het belachelijk om aan te nemen dat niemand het eerder heeft gezien.”
Hij vermoedt ook dat een vervormde, ronddraaiende kern van deze omvang de neiging zou hebben om splijtingen te ondergaan, waarbij hij gewoon in twee stukken uiteen zou vliegen.
Kenneth Gregorich van het Lawrence Berkeley Laboratory in Californië, VS, is ook zeer twijfelachtig. “Er zijn een paar tellingen in een of andere massaspectrometer,” zegt hij. “Om een nieuw element te claimen, heb je veel beter bewijs nodig dan dat. De algemene interpretatie zal zijn dat er een probleem moet zijn met hun techniek.”
Als er al een zeer stabiele superzware isotoop bestaat, zal die waarschijnlijk meer neutronen bevatten dan de isotoop die door de groep van Marinov wordt geclaimd, die er 170 heeft. Er wordt gedacht dat er een “eiland van stabiliteit” bestaat rond isotopen met 184 neutronen, maar er zijn er nog geen gesynthetiseerd.