Çığır Açan Buluş Bilim İnsanlarını Şimdiye Kadarki En Ağır Elementi Yaratmaya Yaklaştırdı

Nadir bulunan titanyum-50 izotopunun bir parçasının neredeyse 1650 °C'ye (3000 °F) kadar ısıtılarak başka bir elemente ışınlanan iyonların serbest bırakıldığı yeni teknik ilk kez başarılı bir şekilde süper ağır bir element olan livermoryum üretti.

Livermoryum ilk kez 2000 yılında sentezlendi ve insanların yarattığı en ağır element değil (bu oganesson olurdu, atom numarası 118).

Peki, periyodik tabloyu takip edenler sorabilir: Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı'nda birkaç livermoryum atomu ortaya çıktıysa bunda büyütülecek ne var? Livermoryum 'çok Y2K' ve sadece 116 protona sahip.

Ancak titanyum ışınını plütonyumla kaynaştırarak livermoryum oluşturmak, çok daha büyük (ya da daha ağır) şeyler için sadece bir test çalışmasıdır. Bilim insanları şimdiye kadar üretilmiş en ağır element olan 120 protonlu unbinilyumu yaratmayı umuyorlar.

Araştırmayı yöneten Berkeley Laboratuarı'ndan nükleer kimyager Jacklyn Gates, "Bu reaksiyon daha önce hiç gösterilmemişti ve 120 yapma girişimimize başlamadan önce bunun mümkün olduğunu kanıtlamak çok önemliydi" diyor.

20 protona sahip kalsiyum-48, proton ve nötronlardan oluşan 'sihirli sayısı' onu daha kararlı hale getirdiği ve hedefiyle kaynaşmasına yardımcı olduğu için tercih edilen ışın olmuştur.

Titanyum-50 'sihirli' değildir, ancak parçalanacak kadar ağır olmadan daha ağır atomik ağırlıklara ulaşmak için gereken 22 protona sahiptir.

Berkeley Laboratuvarı'ndan fizikçi Jennifer Pore şöyle açıklıyor: "Kalsiyum ışınından titanyum ışınına geçmenin bu elementleri üretme hızımızı nasıl değiştirdiğini görmek için yeni bir elementten biraz daha kolay bir şey yapmaya çalışmak önemli bir ilk adımdı."

"Titanyumla 116 numaralı elementi üretmek, bu üretim yönteminin işe yaradığını doğruluyor ve artık 120 numaralı element için avımızı planlayabiliriz."

Ekibin, titanyumun ağır iyonlarını hedefiyle kaynaşacak kadar güçlü bir ışın halinde hızlandıran Berkeley Lab'ın 88 inçlik siklotronunda 22 gün süren çalışmaları oldu. Tüm bunlardan sonra, sadece iki cılız livermoryum atomu elde edildi.

Bu yöntemle, ışını kaliforniyum-249'a yönlendirerek unbinilyum oluşturmak, önceki yolların sunabileceğinden çok daha hızlı olacak, ancak yine de zorlu bir iş olacak.

Berkeley Lab nükleer fizikçisi Reiner Kruecken, "120'yi yapmanın 116'dan yaklaşık 10 kat daha uzun süreceğini düşünüyoruz" diyor.

Bu, 20. yüzyılda element keşfinde lider olan ABD Enerji Bakanlığı'nın Berkeley Laboratuarı için süper ağır element yarışına geri dönüş anlamına geliyor.

Dünyanın dört bir yanındaki bilim insanları, Ortak Nükleer Araştırma Enstitüsü'ndeki bir Rus ekibinin ilk denemeyi yaptığı en az 2006 yılından bu yana unbinilyum üretme yarışında. Almanya'daki GSI Helmholtz Ağır İyon Araştırma Merkezi'ndeki bilim insanları 2007 ve 2012 yılları arasında birkaç girişimde bulundular ama sonuç alamadılar.

Şimdi ABD, Çin ve Rusya'dan araştırmacıların da bu işe el attığı düşünülürse, gelecekteki uygulamaların tam olarak ne olabileceği merak konusu.

Araştırmada yer almayan nükleer fizikçi Witold Nazarewicz Science'tan Robert Service'e yaptığı açıklamada, "ABD'nin bu yarışa geri dönmesi gerçekten önemli, çünkü süper ağır elementler bilimsel açıdan çok önemli" dedi.

Element 120, proton ve nötronların 'sihirli sayıları' sayesinde yarı ömürlerinin lüks bir şekilde uzun olduğu süper ağır elementler için bir cennet olan teorik 'kararlılık adası'na yakındır.

Bu uzun ömürlü, kararlı süper ağır elementlerin bilim insanlarına atomik davranışın uç noktalarını inceleme, nükleer fizik modellerini test etme ve atom çekirdeğinin sınırlarını çizme şansı sunması bekleniyor.

Bu yazı SCIENCEALERT’ de yayınlanmıştır.