Cuối cùng cũng đã trình diện: Nguyên tố siêu nặng 117

Một chương trình hợp tác của các nhà vật lí người Nga và Mĩ cuối cùng đã tạo ra được nguyên tố 117 – nguyên tố siêu nặng gồm những nguyên tử chứa 117 proton và nặng hơn chì chừng 40%.

Thời gian sống của nguyên tố 117 ủng hộ cho những lí thuyết dự đoán rằng các nguyên tố siêu nặng chiếm giữ một “hòn đảo ổn định” trong biểu đồ các nguyên tố và đồng vị của chúng. Hòn đảo trên được chỉ ra bởi vùng màu đỏ ở góc trên bên phải. Các nguyên tử trong vùng ổn định phân hủy chậm hơn nhiều so với các nguyên tử có những đặc trưng đưa chúng nằm gần, nhưng ở bên ngoài, vùng trên. Ảnh: Hội Vật lí Hoa Kì.

Thành tựu trên đã lấp kín khe trống cuối cùng trong danh sách những nguyên tố đã quan sát được lên tới nguyên tố 118. Đội nghiên cứu đã tạo ra nguyên tố hay lảng tránh 117 bằng cách hợp nhất nguyên tử calcium với nguyên tử thuộc một nguyên tố nặng, hiếm khác gọi là berkelium. Nghiên cứu trên sẽ có mặt trong số ra sắp tới của tờ Physical Review Letters và sẽ là tiêu điểm bình luận của Sigurd Hofmann (Trung tâm Nghiên cứu Ion Nặng Helmholtz) trên tờ APS Physics.

Giống như mọi nguyên tử siêu nặng khác, nguyên tố 117 là không bền, tồn tại chỉ trong vài phần của một giây trước khi tự phân hủy thành một đợt thác gồm những nguyên tố nhẹ hơn và những hạt sơ cấp. Sau khi cho lao những nguyên tử calcium vào tấm bia berkelium trong một máy gia tốc hạt tại Liên Viện Nghiên cứu Hạt nhân ở Dubna, Nga, đội nghiên cứu đã suy luận ra sự tồn tại phù du của nguyên tố 117 bằng cách nghiên cứu các hạt con cháu sinh ra khi nguyên tử trên phân hủy.

Mặc dù có thời gian sống ngắn ngủi, nhưng nguyên tố 117 vẫn tồn tại lâu hơn nhiều nguyên tố nhẹ hơn khác. Khám phá trên xác nhận những lí thuyết dự đoán 117 và những người anh em mới tổng hợp gần đây của nó, nguyên tố 116 và 118, tồn tại trong một hòn đảo ổn định trên bảng tuần hoàn hóa học. Chỉ bằng việc tổng hợp những nguyên tố ngày càng nặng mới chứng tỏ được vùng ổn định này sẽ mở rộng danh sách các nguyên tố thêm bao nhiêu nữa.

Trong khi được biết không có ứng dụng thực tiễn nào cho những nguyên tử sống ngắn ngủi như thế, nhưng việc tổng hợp các nguyên tố siêu nặng là thiết yếu cho việc kiểm tra các mô hình giải thích xem các neutron và proton cấu tạo nên tất cả các nguyên tố liên kết với nhau như thế nào. Những mô hình như vậy hóa ra có thể giải thích tỉ lệ tương đối của những nguyên tố phổ biến hơn trong vũ trụ, đồng thời mang lại những dự đoán về những nguyên tử kì lạ khác có thể đủ bền để xuất hiện tự nhiên trên Trái đất hoặc trong các thiên thạch.

Theo PhysOrg.com