Przez Stephena Battersby’ego
Czy superciężki pierwiastek – cięższy od wszystkiego, co wcześniej znaleziono w naturze lub wyprodukowano w laboratorium – może istnieć naturalnie w skałach Ziemi? Zespół fizyków twierdzi, że wykrył kilka wyjątkowo masywnych atomów – które według nich mogą być pierwiastkiem 122 – w roztworze przygotowanym z naturalnych minerałów. Jednak inni naukowcy są bardzo sceptyczni wobec tego twierdzenia.
Najcięższym znanym elementem występującym w przyrodzie jest uran, który zawiera tylko 92 protony, co plasuje go 30 miejsc poniżej domniemanego nowego elementu w układzie okresowym. W laboratorium fizykom udało się stworzyć pierwiastki do 118, ale wszystkie są bardzo niestabilne.
Amnon Marinov z Uniwersytetu Hebrajskiego w Jerozolimie kierował zespołem, który przeanalizował oczyszczony roztwór toru (pierwiastek 90), przepuszczając go przez spektrometr masowy, który może mierzyć masę poszczególnych atomów. Tor powinien mieć masę atomową zbliżoną do 232 (łącznie z neutronami), ale zespół zaobserwował garść zliczeń o znacznie większej masie – nieco ponad 292.
To jest cięższe niż jakikolwiek znany atom. Cząsteczki mogą być tak ciężkie, więc Marinov rozważał możliwość, że cząsteczki węglowodorów z oleju używanego w aparaturze eksperymentalnej mogły spowodować sygnał. Jednak jego zdaniem testy nie wykazały żadnych zanieczyszczeń.
Reklama
„Każda cząsteczka, którą można znaleźć, ma nieco niższą masę” – powiedział Marinov w rozmowie z New Scientist.
Mówi, że masa ta może pasować do pierwiastka 122, w odmianie lub izotopie zawierającym 170 neutronów; lub ewentualnie do pierwiastka 124, w izotopie ze 168 neutronami.
Wysoko niestabilny
Obliczenia pokazują, że oba te izotopy powinny być bardzo niestabilne, przechodząc jakąś formę rozpadu radioaktywnego w ciągu nanosekund. Marinov sugeruje więc, że jądro może znajdować się w szczególnym stanie wzbudzonym – silnie zdeformowanym i wirującym, który jego zdaniem może trwać znacznie dłużej.
Jeśli nawet ten słaby ślad materiału pozostanie po 4.5 miliardów lat w ziemskich skałach, musiałby mieć okres połowicznego rozpadu większy niż 100 milionów lat.
Ta część argumentu jest „niekoniecznie niedorzeczna”, mówi fizyk jądrowy Rolf-Dietmar Herzberg z Uniwersytetu w Liverpoolu, Wielka Brytania, który nie brał udziału w badaniu. Wiemy o jednym stanie wzbudzonym, w izotopie tantalu-180, który jest bardzo długo żywy – trwający milion miliardów lat.
’Gaping holes'
Ale poza tym, Herzberg nie jest pod wrażeniem. „W artykule są pewne luki”, powiedział New Scientist. Jeśli w oczyszczonym roztworze toru znajduje się śladowa ilość tego pierwiastka, to w naturalnych minerałach powinno być go jeszcze więcej. „W takim razie niedorzecznością jest zakładać, że nikt wcześniej tego nie zauważył.”
Podejrzewa on również, że zdeformowane, wirujące jądro tej wielkości miałoby tendencję do ulegania rozszczepieniu, po prostu rozlatując się na dwie części.
Kenneth Gregorich z Lawrence Berkeley Laboratory w Kalifornii, USA, jest również bardzo wątpliwy. „Istnieje kilka liczników w niektórych spektrometrów masowych,” mówi. „Aby stwierdzić istnienie nowego pierwiastka, potrzebujesz znacznie lepszych dowodów niż te. Ogólna interpretacja będzie taka, że musi być problem z ich techniką.”
Jeśli bardzo stabilny izotop superciężki istnieje, prawdopodobnie zawiera więcej neutronów niż ten, o którym mówi grupa Marinova, a który ma ich 170. Uważa się, że „wyspa stabilności” istnieje wokół izotopów o 184 neutronach, ale żaden z nich nie został jeszcze zsyntetyzowany.