Теорії про можливе існування надважких елементів з'явилися ще в 1960-х роках. Їх найбільш довгоживучі ядра можуть дати початок так званому «острову стабільності» далеко за межами урану. Однак нове дослідження, проведене фізиками-ядерниками з Лундського університету, показує, що маніфест ядерної фізики 50-річної давності тепер повинен бути переглянутий.
Найважчий елемент у природі - це уран, ядро якого містить 92 протони і 146 нейтронів. Ядра більш важких елементів стають все більш нестабільними через збільшення кількості позитивно заряджених протонів. Тому вони розпадаються все швидше і швидше, зазвичай протягом частки секунди.
Однак «чарівна» комбінація протонів і нейтронів може призвести до елементів з швидким часом життя.
Саме така «магічна» кількість протонів давно передбачалася для елемента флеровий, атомний номер якого 114 в періодичній таблиці. Наприкінці 1960-х років фізиком з Лунда Свеном Нільссоном була представлена також теорія, згідно з якою такий острівець стабільності повинен існувати навколо тоді ще не відкритого елемента 114.
"Це свого роду Святий Грааль в ядерній фізиці. Багато хто мріє відкрити щось настільки ж екзотичне, як довгоживучий або навіть стабільний надважкий елемент ", - говорить Антон Сомарк-Рот з Лундського університету.
Натхненні теоріями Нільссона, дослідники детально вивчили елемент флеровий і зробили революційні відкриття. Експеримент проводився міжнародною дослідницькою групою на чолі з Дірком Рудольфом, професором Лундського університету.
У рамках дослідницької програми FAIR Phase-0 на прискорювачі частинок GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung в Дармштадті, Німеччина, до 61018 (6 000 000 000 000 000 000) атомних ядер кальцію-48 були прискорені до 10% швидкості світла.
Вони бомбардували тонку плівку рідкісного плутонію-244, і за допомогою атомного ядерного синтезу можна було створити флеровий, по одному атому за раз. Потім у 18-денному експерименті група дослідників зареєструвала радіоактивний розпад декількох десятків ядер флеровія за допомогою пристрою виявлення, спеціально розробленого в Лунді.
Шляхом точного аналізу фрагментів розпаду і періодів, протягом яких вони були випущені, команда змогла визначити нові відгалуження розпаду флеровія. Було показано, що це не може бути узгоджено з раніше передбаченими «магічними» властивостями елемента.
Нові результати, опубліковані в дослідницькому журналі Physical Review Letters, будуть досить корисні науці.
Замість того щоб шукати острівець стабільності навколо елемента 114, вчені зможуть зосередитися на інших, ще не відкритих елементах.
"Це був складний, але, звичайно, дуже успішний експеримент. Тепер ми знаємо, що можемо перейти від елемента 114 і замість цього поглянути навколо елемента 120, який ще не виявлений. Тепер подорож до острова стабільності займе багато часу - це новий курс ", - підсумовують дослідники.