Команда исследователей Лаборатории Лоуренса Беркли в Калифорнии успешно протестировала инновационную технологию ускорения частиц, которая может привести к появлению нового элемента под номером 120. Если эта попытка увенчается успехом, элемент 120 станет первым в новом ряду периодической таблицы.
На данный момент в таблице Менделеева насчитывается 118 элементов, большинство из которых являются природными - ученым нужно было лишь их обнаружить и изучить их свойства. Но для сверхтяжёлых элементов требуется особый подход: такие элементы не встречаются в природе, они быстро распадаются и могут быть получены только искусственным путём в лабораториях. Важно отметить, что Лаборатория Беркли внесла значительный вклад в эту область, открыв 16 из 118 известных элементов.
Процесс синтеза новых элементов сложен и осуществляется с помощью передовых технологий. Учёные проводят эксперименты, направляя потоки атомов одного тяжёлого элемента на атомы другого, чтобы вызвать их слияние. К примеру, команда Лаборатории Беркли использовала циклотрон диаметром 88 дюймов, чтобы обстреливать атомы плутония пучком атомов титана. Через 22 дня таких столкновений им удалось синтезировать два атома элемента 116, получившего название ливерморий. Впервые ливерморий был получен с помощью титана, а не других, более лёгких элементов.
Пучок титана-50 позволил создать 116-й элемент, что предполагает вероятность его использования для создания нового 120-го элемента.
Данная технология является весьма перспективной для дальнейших исследований. Применяя пучок изотопа титана-50, команда Беркли смогла успешно создать элемент 116, что подтвердило возможность использования этого метода для создания более тяжёлых элементов, таких как элемент 120. Исследователи предполагают, что синтез 120-го элемента потребует гораздо больше времени и усилий, но уже не кажется невозможным. Руководитель отдела ядерной науки Лаборатории Беркли Райнер Крюкен отметил, что на синтез элемента 120 потребуется в десять раз больше времени, чем на элемент 116, однако эксперимент представляется вполне осуществимым.
Каждый эксперимент требует тщательного подбора мишеней и источников для пучка атомов. Обычно учёные используют кальций-48, содержащий 20 протонов, но для создания элемента 120 он не подходит, так как такой синтез выдаёт существующий элемент 118. В связи с этим был выбран титан-50, содержащий 22 протона, что позволяет достигнуть нужной массы и потенциально получить новый элемент. Сам процесс слияния требует миллиардов попыток, прежде чем произойдёт успешное объединение атомов, но новые исследования подтвердили, что циклотрон Беркли способен создавать достаточно мощные пучки атомов титана для выполнения этой задачи.
Вероятный процесс получения элемента 120.
Результаты эксперимента уже опубликованы на сервере научных препринтов arXiv и отправлены на рассмотрение в авторитетный журнал Physical Review Letters. Команда надеется, что в следующем году они смогут продолжить работу над созданием элемента 120. Однако сам процесс может занять несколько лет, прежде чем удастся получить даже небольшое количество нового вещества.
Элемент 120 откроет новый восьмой ряд периодической таблицы и станет важным шагом в поиске так называемой «области стабильности» среди сверхтяжёлых элементов. Ожидается, что он будет отличаться от других подобных элементов более длительным временем существования, так как предполагаемое сочетание протонов и нейтронов придаст ему уникальную устойчивость. Если эти прогнозы оправдаются, учёные смогут проводить более подробные исследования в области химии тяжёлых элементов, не опасаясь их мгновенного распада.