noviembre 20, 2011

Científicos internacionales en carrera para crear el elemento químico más pesado

Dos equipos internacionales compiten para crear el elemento más pesado en el universo. Super-fuertes elementos químicos está en la parte inferior de la tabla periódica cuyo número atómico (número de protones) está por encima de 104. El elemento más pesado observado en laboratorio y temporalmente llamado ununoctium, fue "descubierto" el 2002, y los dos equipos en competencia están ahora tratando de producir los elementos 119 y 120.

Jon Petter Omtvedt Yngve Vogt / Apollon UIO-
Jon Petter Omtvedt, un profesor de química nuclear en la Universidad de Oslo, está trabajando con científicos de Europa Occidental, Japón y los Estados Unidos, llevando a cabo experimentos en el alemán GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung. El otro equipo está formado por científicos rusos y estadounidenses que trabajan en el Instituto Conjunto de Investigación Nuclear en Dubna, Rusia. "La competencia es ajustada", señalo el prof. Omtvedt. De hecho los elementos Super-fuertes son muy inestables y muy difíciles de crear. Es como encontrar algo desconocido en el espacio exterior.

Es importante precisar que la fabricación de un solo átomo de un elemento nuevo no es suficiente para ser acreditado con el descubrimiento de un nuevo elemento. Los resultados primarios deben ser replicados, por lo que nadie va a obtener ningún reconocimiento hasta que otro laboratorio logra recrear el experimento. En el peor de los casos, puede tardar varias décadas antes de que el experimento ha sido verificado.

Cuanto más pesado es un elemento súper pesado, más tiempo se necesita para producirlo, y más corto tiempo se mantendrá intacto. Por ejemplo, un solo átomo del elemento 106 se puede crear dentro de la hora en que fue descubierto por primera vez, y que decaer el átomo en elementos más ligeros en 20 segundos. Un átomo del elemento 118 se podrían crear en un mes, y su vida media (el tiempo antes de que degrade) fue sólo 1,8 milisegundos.

Hace dos semanas, los físicos nucleares de Oak Ridge National Laboratory de Oak Ridge, Tennessee (EEUU), han creado 20 mg del berkelio elemento altamente radiactivo. Cada equipo en competencia para crear el elemento 119, emplearon 10 mg de berkelio. Cada equipo bombardean una placa de metal mezclando los átomos de berkelio con un haz de átomos de titanio. Los equipos están trabajando en una agenda muy apretada. La vida es la mitad de berkelio es sólo 320 días, y una vez que hayan transcurrido 320 días, la mitad de la muestra tendrá decaerá en otros elementos.

Es realmente complicado crear intensos rayos de titanio. Para lograrlo, "tenemos secretos que no vamos a compartir con los demás", señala el prof. Omtvedt.

El principio básico de la creación de super-pesados ​​átomos es simple: aplastar a los átomos de un elemento en las de otro y los protones se suman para crear un nuevo elemento. 22 protones de Titanium se unirán a 97 protones de berkelio para crear un átomo con 119 protones, es decir un átomo que será el elemento 119.

La mayoría de las veces, sin embargo, los átomos se chocan y destruyen parcial o destruirse unos a otros. Pero rara vez, "al menos una vez al mes", los protones colisionan para crear un átomo completo. Detectar este tipo de rara ocurrencia es un verdadero reto. Es decir, "detectar este nuevo átomo en una placa de metal donde más de 100.000 eventos superfluos se producen cada segundo", dijo Omtvedt. La única manera de detectar el nuevo átomo es observar la radiación radiactiva que emite cuando se descompone.

"Estamos trabajando en la vanguardia de lo que es experimentalmente posible", dijo Omtvedt. "Para el estudio de los elementos más pesados, tenemos que estirar la tecnología actual para todo lo posible e incluso un poco más."

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