Новый способ получения элемента 116
Ученым из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли (Berkeley Lab) при Министерстве энергетики США принадлежит заслуга в открытии 16 из 118 известных элементов. Теперь они завершили первый важный шаг к потенциальному созданию еще одного элемента - element 120.
Сегодня международная команда исследователей, возглавляемая группой тяжелых элементов лаборатории Беркли, объявила, что они создали сверхтяжелый элемент 116 с использованием титановой балки, что является прорывом, который является ключевым шагом на пути к созданию элемента 120. Результат был представлен сегодня на конференции Nuclear Structure 2024; научная статья размещена в онлайн-хранилище arXiv и была отправлена в журнал Physical Review Letters.
"Эта реакция никогда ранее не демонстрировалась, и было важно доказать, что это возможно, прежде чем приступить к нашей попытке получить 120", - сказала Жаклин Гейтс, ученый-ядерщик из лаборатории Беркли, возглавляющей эту работу. "Создание нового элемента - чрезвычайно редкое достижение. Приятно быть частью этого процесса и видеть многообещающий путь вперед".
За 22 дня работы на лабораторном ускорителе тяжелых ионов, 88-дюймовом циклотроне, команда создала два атома 116-го элемента, ливермория. Получение атома 120-го элемента было бы еще более редким явлением, но, судя по скорости, с которой они производили 116-й, это реакция, которую ученые могут разумно искать в течение нескольких лет.
"Нам нужно было, чтобы природа была доброй, и природа была доброй", - сказал Райнер Крюккен, директор отдела ядерных исследований Лаборатории Беркли. "Мы считаем, что на создание 120-го в 10 раз больше времени, чем на создание 116-го. Это нелегко, но сейчас кажется выполнимым".
Если бы элемент 120 был обнаружен, он стал бы самым тяжелым из созданных атомов и занимал бы восьмую строку периодической таблицы Менделеева. Он находится на берегах "острова стабильности", теоретической группы сверхтяжелых элементов с уникальными свойствами.
В то время как открытые к настоящему времени сверхтяжелые элементы распадаются почти мгновенно, правильная комбинация протонов и нейтронов может создать более стабильное ядро, которое сохранится дольше, что даст исследователям больше шансов изучить его. Изучение элементов с экстремальными концентрациями может дать представление о поведении атомов, проверить модели ядерной физики и определить пределы возможностей атомных ядер.
Создание сверхтяжелых элементов
Теоретически рецепт получения сверхтяжелых элементов прост. Вы соединяете два более легких элемента, которые в совокупности дают желаемое количество протонов в конечном атоме. Это простая математика: 1 + 2 = 3.
На практике, конечно, это невероятно сложно. Могут потребоваться триллионы взаимодействий, прежде чем два атома успешно соединятся, и существуют ограничения на то, какие элементы можно разумно превратить в пучок частиц или мишень.
Исследователи выбирают конкретные изотопы, варианты элементов, которые содержат одинаковое количество протонов, но различное количество нейтронов, для своего пучка и мишени. Самой тяжелой мишенью является изотоп калифорния-249, который содержит 98 протонов. (Более тяжелая мишень, например, сделанная из фермия со 100 протонами, распадалась бы слишком быстро). Это означает, что для создания элемента 120 исследователи не могут использовать свой основной пучок кальция-48 с его 20 протонами. Вместо этого им нужен пучок атомов с 22 протонами: титан, который обычно не используется при создании сверхтяжелых элементов.
Специалисты, работающие на 88-дюймовом циклотроне, решили проверить, могут ли они в течение нескольких недель получать достаточно интенсивный пучок изотопа титан-50 и использовать его для получения элемента 116, самого тяжелого элемента, когда-либо созданного в лаборатории Беркли.
До сих пор элементы с 114 по 118 изготавливались только с использованием пучка кальция-48, который обладает особой или "волшебной" конфигурацией нейтронов и протонов, которая помогает ему соединяться с ядрами-мишенями для получения сверхтяжелых элементов. В этой области оставался открытым вопрос о том, возможно ли вообще создать сверхтяжелые элементы вблизи островка стабильности, используя "немагический" луч, такой как титан-50.
"Это был важный первый шаг - попытаться создать что-то немного более простое, чем новый элемент, чтобы увидеть, как переход от кальциевого к титановому сплаву меняет скорость производства этих элементов", - сказала Дженнифер Пор, научный сотрудник группы тяжелых элементов лаборатории Беркли.
"Когда мы пытаемся создать эти невероятно редкие элементы, мы стоим на абсолютном пределе человеческих знаний и понимания, и нет никакой гарантии, что физика будет работать так, как мы ожидаем. Создание элемента 116 из титана подтверждает эффективность этого метода производства, и теперь мы можем планировать поиски элемента 120".
План создания сверхтяжелых элементов на уникальном оборудовании лаборатории Беркли включен в Долгосрочный план развития ядерной науки Консультативного комитета по ядерной науке на 2023 год.
Инженерные достижения
Создание достаточно интенсивного пучка изотопов титана - задача не из легких. Процесс начинается с получения специального куска титана-50, редкого изотопа титана, который составляет около 5% всего титана, находящегося в земле. Этот кусок металла помещается в духовку размером примерно с конечную часть вашего мизинца. Печь нагревает металл до тех пор, пока он не начнет испаряться, подобно газу, выделяющемуся из сухого льда, при температуре около 3000 градусов по Фаренгейту.
Все это происходит в ионном источнике под названием VENUS, сложном сверхпроводящем магните, который действует как бутылка, удерживающая плазму. Свободные электроны вращаются в плазме, набирая энергию под воздействием микроволн и отбивая 12 из 22 электронов титана. После зарядки титан можно перемещать с помощью магнитов и ускорять в 88-дюймовом циклотроне.
"Мы знали, что с этими сильноточными титановыми пучками будет непросто, потому что титан вступает в реакцию со многими газами, а это влияет на источник ионов и стабильность пучка", - сказал Деймон Тодд, физик-ускоритель из лаборатории Беркли и член команды ion source. "Наша новая индукционная печь может поддерживать постоянную температуру в течение нескольких дней, обеспечивая постоянный выход титана и направляя его непосредственно в плазму Венеры, чтобы избежать проблем со стабильностью. Мы чрезвычайно довольны нашим производством пучков".
Каждую секунду около 6 триллионов ионов титана попадают в мишень (плутоний - 116, калифорний - 120), которая тоньше листа бумаги и вращается для рассеивания тепла. Операторы ускорителя настраивают луч таким образом, чтобы получить нужное количество энергии. Слишком мало, и изотопы не соединятся в тяжелый элемент. Слишком много, и титан разнесет ядра в мишени на части.
Когда редкий сверхтяжелый элемент все-таки образуется, он отделяется от остальных частиц с помощью магнитов в газонаполненном сепараторе Berkeley (BGS). BGS передает его в чувствительный кремниевый детектор, известный как SHREC: детектор отдачи сверхтяжелых частиц. SHREC может фиксировать энергию, местоположение и время - информацию, которая позволяет исследователям идентифицировать тяжелый элемент по мере его распада на более легкие частицы.
"Мы абсолютно уверены, что видим элемент 116 и его дочерние частицы", - сказал Гейтс. "Вероятность того, что это статистическая случайность, составляет примерно 1 к 1 триллиону".
Планы на 120
Еще предстоит проделать большую работу, прежде чем исследователи попытаются создать элемент 120. Специалисты на 88-дюймовом циклотроне продолжают работу по подготовке установки к работе с мишенью, изготовленной из калифорния-249, а партнерам из Национальной лаборатории Ок-Риджа потребуется добавить в мишень около 45 миллиграммов калифорнии.
"Мы показали, что у нас есть оборудование, способное выполнить этот проект, и что физика, по-видимому, делает его выполнимым", - сказал Крюкен. "Как только мы установим нашу цель, защиту и инженерные средства управления, мы будем готовы приступить к этому сложному эксперименту".
Точные сроки пока не определены, но исследователи потенциально могут начать эту попытку в 2025 году. После ее начала может потребоваться несколько лет, чтобы обнаружить всего несколько атомов элемента 120, если он вообще появится.
"Мы хотим выяснить пределы атома и периодической таблицы Менделеева", - сказал Гейтс. "Известные нам на данный момент сверхтяжелые элементы живут недостаточно долго, чтобы быть полезными для практических целей, но мы не знаем, что ждет их в будущем. Может быть, это лучшее понимание того, как работает ядро, а может быть, это нечто большее".
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Последние аномальные новости

Вера в НЛО наиболее сильна среди молодежи и неучей

Военная операция, навсегда изменившая историю НЛО

Впервые измерена структура жидкого углерода

Гамма-всплеск, вызванный столкновением молний

Двигательная установка для посещения астероидов

Движение углерода формирует континенты и алмазы

Диск распадается на дюжину шаров

Зеленый летательный аппарат над Пертом

Зонд инопланетян сняли над Францией

Идеальная сфера подает странные сигналы

Изнашиваются ли фотоны

Инопланетное существо заглядывает в окна

Компания Valve выпустит свой первый мозговой чип

Линзы, наделяющие человека инфракрасным зрением

Лицо инопланетянина на горе напротив Гранд-Титонс

Могут ли черные дыры расти внутри звезд

НЛО пролетел мимо круизного лайнера

Новое открытие отменяет Девятую планету

Номерная станция передала два странных сообщения

Обнаружение экзолун методами орбитальной механики

Пентагон занимается дезинформацией об НЛО

Первый шаг к наблюдению цветных черных дыр

Планеты TRAPPIST-1 сохранили атмосферу и воду

Ранее Юпитер был в два раза больше, чем сейчас

Светящийся диск над Лос-Анджелесом

США могут разобраться с правдой об НЛО

Тайна огненных шаров Нагов

Технобоссы стали отправлять на встречи своих двойников

Ученые предложили создать наборы на случай ядерной зимы

Экспансию человечества в космос сдерживают

Биомаркеры в атмосфере потенциального гикеана K2-18b

Вымершую кошку видели в Центральном Техасе

Генеративный ИИ заменит 80 % рабочей силы

Гибель группы Дятлова. Новая версия смерти туристов

Джереми Реннер рассказал, что произошло, когда он умер

Женщина увидела призрака в самолете

Загадка, связанная с ранними галактиками

Из мочевого пузыря мужчины были удалены 35 камней

ИИ ChatGPT более убедителен, чем люди в дебатах

ИИ галлюцинируют реже, чем люди

ИИ усиливает очарование бозона Хиггса

Как огромный НЛО атомную подлодку остановил

Как подготовить человека к жизни на других планетах

Королева Елизавета II разговаривает с женщиной через собаку

Летающие маршрутки начнут курсировать в Китае

Люди излучают призрачное свечение

Мегалитические храмы Мальты могли быть школами

Недостающее звено в раннем круговороте воды на Марсе

Немногие политики задаются вопросами об ИИ

Пилоты продолжают видеть таинственные шары

Поверхность Луны слегка разогрета

Подводная база инопланетян у берегов Малибу исчезла

Полосы на склонах Марса не являются признаками стока воды

Правительство США ищет НЛО и инопланетян

Развитие космического туризма

Россия применила кинетическое оружие в космосе

Таинственные круги на полях возвращаются

Ученые рассказали о вероятности появления зомби

Число Пи вычислили до 300-триллионного знака

Чудовище с Медвежьего озера штата Юта

В доме призраков обнаружена загадочная шкатулка

Впервые в Великобритании обнаружен круг на полях

Высадка на Луну - невероятно трудное дело

Ежегодная конференция по НЛО начнется в Индиан-Уэллсе

Загадка появления кругов на полях в горячей точке

ИИ действительно может помочь студентам в обучении

Институт SETI выявил необъяснимые импульсы от далеких звезд

Истребитель сбил НЛО над Аризоной

Как дешево долететь до Урана

Космическая гонка меняется под влиянием геополитики

Методы картографирования марсианской геологии

Может ли темная материя эволюционировать

Можно ли обнаружить кольца вокруг экзопланет

Насколько легкой может быть бозонная темная материя

Невидимая битва между добром и злом в Ватикане

Отслеживание уникальных бинарных систем

Пентагон хочет получить информацию от подрядчиков о НЛО

Практическое решения проблемы космического мусора

Ресурсный потенциал Марса и проблемы для будущего

Учёные поищут лучшие лекарства в космических кристаллах

В окружение Маска проникли русские агенты

Военный самолет США столкнулся НЛО

Живем ли мы внутри компьютерной симуляции

Загадка яркого луча света в небе над США

Запрещенная книга раскрывает раскол в учении Иисуса

Зловещий эксперимент Facebook по промыванию мозгов

Комнаты и коридоры Ноева ковчега

Красная пирамида фараона Снофру в Дахшуре

Мужчины с психопатическими чертами более привлекательны

НЛО сбил истребитель F-16 ВВС США

Новый метод скручивания пространства-времени

Парад инопланетян в Макминнвилле

Почему ученые не находят сферы Дайсона

Странный инцидент в небе Аризоны

Странный обьект столкнулся с американским истребителем

Таинственная полоса света появилась над США

Тайна подводного города Йонагуни

Темные полосы на Марсе образовались не из-за воды

Человеку впервые пересадили мочевой пузырь

Что видят люди перед смертью

Кодирование от алкоголизма - виды, действие, показания

Дети рассказывают странные и пугающие истории

Загадка пустынного стекла Египта

Загадка турецкой деревни глухонемых

Замерзшая вода обнаружена в молодой звездной системе

Инопланетяне атакуют базы ВВС США в Аризоне

Как образовалась темная материя

Множество НЛО было замечено вблизи военных объектов США

Множество протопланетных дисков в центре Млечного Пути

НЛО врезался в истребитель ВВС США над Аризоной

Обнаружили пять новых планет-зародышей

Появились новые данные о рассеянии черных дыр

Появляется все больше свидетельств жизни на экзопланетах

Преступники пришли за криптоэлитой этого мира

Пулеобразные ветры из сверхмассивной черной дыры

Раскроет ли Папа Лев XIV секретные досье Ватикана

Способ заглянуть под пыльную поверхность Марса

Странный обьект атакует американский истребитель

У Несси родился детеныш

У Цукерберга есть доказательства существования инопланетян

Экзопланеты в системах с двойными звездами

Британский бигфут - гибрид собаки и обезьяны

Выявлена возможная тектоническая активность на Венере

Города Огайо, где было замечено больше всего НЛО

Ежегодный уфо-фестиваль в Макминнвилле

Загадочные объекты вблизи военных объектов США

Загадочные смерти, связанные с НЛО

Зачем собирать образцы с астероидов

Земная кора таит в себе ключи к чистой энергии

Излучение 5G никак не влияет на клетки человека

ИИ для улучшения работы ускорителей элементарных частиц

Конвекцию облаков обнаружили вблизи озер Титана

Кто на самом деле нанес смертельный удар Иисусу

Некоторые части Луны более интересны, чем другие

Полярные сияния видимого света на Марсе

Прощай молчание Ватикана

Разработчики и преподаватели по-разному оценивают вред ИИ

Секретные помещения под египетскими пирамидами

Секретный туннель обнаружен под половицами Капитолия

Секреты о недрах Луны и астероида Веста

Удивительная турбулентность нашей галактики

Нарколог на дом. Экстренная помощь при запое - быстро, анонимно, безопасно

Большую черную кошку заметили в Нортумберленде

Власти хотят, чтобы человек доверился ChatGPT

Вселенная - это компьютерная симуляция

Вселенная распадется гораздо раньше, чем считалось ранее

Города Флориды, где чаще всего видели НЛО

Загадочная геологическая формация на Арарате

ИИ может представлять опасность для студентов

Исследователям поручено защищать планету от астероидов

Камера слежения зафиксировала странную фигуру

Летающие такси появятся в небе Великобритании

Мальчик, которого прозвали Микки Маус

Марсоход впервые зафиксировал полярное сияние

Невероятные встречи с инопланетянами в России

НЛО, Гарвард и искусственный интеллект

Обнаружены две экзопланеты у солнцеподобной звезды

Способы интерпретировать атмосферу экзопланеты K2-18b

Стеклянные бусины открывают окно в глубины Луны

Супердревесина для замены стали и бетона

Уфо-фестиваль прошел в Макминвилле

Это был не самолет, не беспилотник и не вертолет

Автобус с привидениями окружен тайной

Где были замечены НЛО в Вирджинии

Древние обсидиановые артефакты ацтеков

Загадочная чупакабра с человеческими руками

Затерянный в песках древний храм

Инсайдер опубликовал невиданные ранее кадры НЛО

Информатор видел тревожное видео с НЛО

Информация об НЛО связана с Библейским пророчеством

Канадские города, в которых чаще всего видели НЛО

Квазары живут недолго

Ключевая теория о похищениях инопланетянами

Космическая погода кардинально меняет судьбу планеты

Космические микробы - ключ к биотехнологиям

На горе Арарат начнутся долгожданные раскопки

Наличие подземного океана жидкой воды на Марсе

НАСА скрывает присутствие инопланетян на Марсе

НЛО озадачил жителей Нью-Гэмпшира

НЛО якобы являются секретной технологией США

Новые загадки полярного сияния Юпитера

Новые способы обнаружения гравитационных волн

Оборотни, рептилоиды и сверхъестественные существа

Призыв к раскрытию информации о НЛО правительством США

Результаты поиска аксионов темной материи

Сколько планет-изгоев находится в Млечном Пути

Наверх
Яндекс.Метрика