Lenktynės dėl 120-ojo elemento. Tikimasi atrasti šiemet

„Didžiausias iššūkis bus kantrybė“, – sako Jacklyn Gates iš Berklio universiteto Lawrence'o nacionalinės laboratorijos (LBNL) JAV.

Ji ir jos kolegos yra viena iš kelių komandų, bandančių pagaminti 120-ąjį elementą, kuris šiuo metu dar vadinamas unbiniliu. Mėginant sukurti tokias sintetines medžiagas, kurių natūraliai Žemėje nėra, paprastai taikinys, pagamintas iš kito – lengvesnio – elemento bombarduojamas įkrautų atomų pluoštu, tikintis, kad jie susijungs.

LBNL komanda planuoja naudoti titano (22 elementas) dalelių pluoštą ir taikinį, pagamintą iš radioaktyvaus elemento kalifornio (98 elementas), kad būtų gautas reikiamas protonų skaičius – 120.

Šis eksperimentas remsis 2024 m. LBNL atliktu svarbiu atradimu, kai pirmą kartą panaudojus titano spindulį buvo sukurtas livermoris (116 elementas), šiuo atveju apšaudant plutonio (94 elementas) gabalėlį.

„Tai buvo didelis žingsnis link sėkmingo elemento 120 projekto“, – sako komandos narys Krzysztofas Rykaczewskis iš Oukridžo nacionalinės laboratorijos (ORNL) Tenesyje (JAV). Nuo to laiko komanda sutelkė dėmesį į kalifornį, kuris šiuo metu gaminamas kitame įrenginyje.

J. Gates ir jos kolegos turi viską koreguoti, nes kalifornis yra daug radioaktyvesnis už plutonį. Šie ir bet kokie būsimi eksperimentiniai patobulinimai kainuoja brangiai – matematiniai modeliai rodo, kad pagaminti tik vieną unbinilio atomą gali užtrukti šimtus dienų, o kiekvieną kartą, kai eksperimentas bus koreguojamas, šis laikrodis bus atsukamas iš naujo, sako mokslininkė.

Dėl šios priežasties paieškos gali būti lėtos ir gali užsitęsti iki 2026 ar net 2027 m. – nors komanda tikisi, kad jai pasiseks.

Hiromitsu Haba ir Kouji Morimoto yra RIKEN (Japonija) komandos nariai, kurie, naudodami vanadžio (23 elementas) spindulį ir taikinius, pagamintus iš kiurio (96 elementas), bando sukurti elementą 119 – arba ununenijų – kuris taip pat dar niekada nebuvo susintetintas, todėl jis gali pretenduoti į naujo sunkiausio elemento paieškas. Tyrėjai atsisakė komentuoti savo paieškų eigą.

Į prizą tikisi pretenduoti ir kitos komandos: Kinijos mokslų akademijos Šiuolaikinės fizikos instituto komanda ir Jungtinio branduolinių tyrimų instituto (JINR) komanda Rusijoje – dabartinė rekordininkė, 2002 m. pirmą kartą susintetinusi oganesoną (118 elementas). Šis periodinės lentelės papildymas yra jos apatiniame dešiniajame kampe – o tai reiškia, kad norint atrasti elementus 119 arba 120, reikėtų sukurti naują eilutę.

Iki 2022 m. vasario JINR bendradarbiavo su ORNL, o K. Rykaczewskis sako, kad tam eksperimentui skirtas kalifornio taikinys buvo paruoštas skrydžiui į Maskvą, tačiau projektas staiga nutrūko, kai Rusija įsiveržė į Ukrainą. Preliminarūs rezultatai buvo daug žadantys, tačiau taip ir nebuvo paskelbti, sako K. Rykaczewskis. Neaišku, ar JINR galės tęsti darbą be ORNL.

Tačiau kad ir kas laimėtų lenktynes, visi nekantrauja pamatyti, ką mums siūlo itin sunkūs periodinės lentelės elementai. „Akivaizdu, kad pirmiausia norėtume atrasti 120 elementą. Bet jei jį atras kas nors kitas, manau, kad tai vis tiek bus kaip ir labai puikus dalykas šioje srityje, džiaugčiausi dėl bet kurio“, – sako J. Gates.

Parengta pagal „New Scientist“.