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Moderni alchimisti creano nuovi elementi

Utilizzando le più avanzate tecnologie della fisica delle alte energie, un gruppo di ricercatori americani e russi è riuscito a produrre artificialmente due nuovi elementi chimici

Utilizzando le più avanzate tecnologie della fisica delle alte energie, un gruppo di ricercatori americani e russi è riuscito a produrre artificialmente due nuovi elementi chimici. Nel corso di una serie di esperimenti realizzati al ciclotrone del Joint Institute for Nuclear Research (JINR) di Dubna, in Russia, sono state trovate delle “impronte” che sembrano individuare l’esistenza di due nuovi atomi, con numero atomico 115 e 113 rispettivamente. Una scoperta, che se confermata, porta a 116 il numero degli elementi oggi conosciuti.
In natura, l’elemento più pesante è l’uranio. Il suo numero atomico è 92 e questo valore sta ad indicare che all’interno del suo nucleo si trovano 92 protoni. Superato questo valore limite, gli atomi divengono instabili e decadono spontaneamente con un processo radioattivo che produce nuclei più piccoli. La forza “forte”, la forza che si manifesta solo all’interno dei nuclei atomici permettendo di mantenere uniti protoni e neutroni vincendo la repulsione elettrostatica, diminuisce in pratica la sua efficacia, quando le dimensioni del nucleo crescono oltre un certo valore.
Gli elementi con numero atomico maggiore di 92, sono indicati dai fisici con la definizione generica di elementi pesanti, il primo membro di questa famiglia è il Nettunio (Np), che ha numero atomico 93, e tutti sono stati prodotti artificialmente dall’uomo. Come ulteriore suddivisione all’interno di questa grande famiglia, sono indicati quali elementi super pesanti quelli con numero atomico maggiore di 112, nuclei che possono essere osservati solo grazie alle grandi macchine realizzate dai fisici negli ultimi decenni, i ciclotroni, acceleratori a forma di anello, che permettono di trasferire una straordinaria quantità di energia ai nuclei primi di farli collidere su un bersaglio finale.
Secondo le previsioni teoriche degli scienziati, nella famiglia degli elementi super pesanti, esistono delle “isole di stabilità”; nuclei che appartengono a queste regioni sono caratterizzati da un tempo di vita alcuni ordini di volte maggiore rispetto a quello degli altri atomi super pesanti. Questo significa che se il tempo di decadimento degli elementi super pesanti si misura normalmente in milionesimi o miliardesimi di secondo, nel caso di nuclei dotati di una particolare configurazione interna, è possibile osservare tempi di vita compresi tra il secondo fino a qualche minuto. La prima prova sperimentale dell’esistenza delle “island of stability”, risale al 1998, con la scoperta dell’elemento 114. La creazione di questi nuclei e l’osservazione del loro decadimento, costituiscono uno strumento importantissimo per verificare le teorie che spiegano come si formano gli atomi. D’altro canto una conoscenza più approfondita dei processi che regolano la fissione nucleare può permettere da un lato la realizzazione di reattori nucleari più efficienti e sicuri, dall’altro di gestire meglio il difficile problema delle scorie radioattive.
L’esperimento realizzato dal team russo-americano è iniziato nel luglio dello scorso anno ed è durato un mese. Durante queste periodo di osservazioni, gli scienziati hanno fatto collidere un fascio di atomi di calcio ad alta energia su un bersaglio composto da atomi di americio, un metallo radioattivo che si utilizza anche nei rivelatori di fumo.
Nel corso degli esperimenti sono stati prodotti quattro atomi dell’elemento 115, sopravvissuti per 90 millesimi di secondo, prima di decadere formando un nuovo elemento, il 113. Quest’ultimo atomo si è rilevato più stabile, avendo un tempo di vita superiore al secondo. Il nome provvisorio assegnato a questi elementi è ununtrium (113) e ununpentium (115), questo perché gli scienziati prima di attribuire un vero nome proprio, dovranno verificare l’attendibilità dei risultati pubblicati nel numero di febbraio di Physical Review.
E’ ancora vivo infatti il ricordo di quanto avvenuto nel 1999, quando 15 ricercatori firmarono un articolo in cui si comunicava che utilizzando il ciclotrone del Berkeley lab, era stato prodotto l’elemento più pesante in natura: l’elemento 118, contenete 118 protoni e 175 neutroni. Un risultato successivamente smentito e che, come rivelò una commissione d’inchiesta, fu il prodotto di un’abile falsificazione dei dati sperimentali dal team di ricerca.

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