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
Меню
Архив материалов
Проекты наших читателей
Контакты исследователей
Подписка на новости
Проекты
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Новости
26.02.2002 - 05.07.2002
05.08.2002 - 23.10.2002 (562)
24.10.2002 - 17.01.2003 (585)
20.01.2003 - 07.04.2003 (709)
08.04.2003 - 01.08.2003 (709)
04.08.2003 - 18.11.2003 (763)
19.11.2003 - 31.03.2004 (721)
01.04.2004 - 13.08.2004 (825)
16.08.2004 - 22.11.2004 (782)
23.11.2004 - 28.03.2005 (756)
29.03.2005 - 29.07.2005 (807)
30.08.2005 - 02.12.2005 (927)
05.12.2005 - 21.04.2006 (912)
24.04.2006 - 23.10.2006 (999)
24.10.2006 - 03.05.2007 (999)
04.05.2007 - 28.01.2008 (999)
29.01.2008 - 12.01.2009 (999)
13.01.2009 - 07.07.2009 (966)
22.08.2009 - 21.01.2010 (996)
22.01.2010 - 22.06.2010 (1000)
23.06.2010 - 14.01.2011 (1042)
17.01.2011 - 31.05.2011 (1008)
01.06.2011 - 03.11.2011 (1003)
07.11.2011 - 16.03.2012 (996)
19.03.2012 - 09.06.2012 (1009)
13.06.2012 - 07.09.2012 (988)
10.09.2012 - 19.11.2012 (1004)
20.11.2012 - 14.01.2013 (1015)
15.01.2013 - 22.02.2013 (1000)
23.02.2013 - 08.04.2013 (991)
09.04.2013 - 31.05.2013 (1015)
01.06.2013 - 18.07.2013 (992)
19.07.2013 - 03.09.2013 (1014)
04.09.2013 - 20.10.2013 (1001)
21.10.2013 - 02.12.2013 (1001)
03.12.2013 - 18.01.2014 (997)
19.01.2014 - 07.03.2014 (994)
08.03.2014 - 24.04.2014 (1000)
25.04.2014 - 18.06.2014 (1005)
19.06.2014 - 15.08.2014 (1019)
16.08.2014 - 07.10.2014 (1006)
08.10.2014 - 16.11.2014 (995)
17.11.2014 - 25.12.2014 (1004)
26.12.2014 - 09.02.2015 (989)
10.02.2015 - 20.03.2015 (998)
21.03.2015 - 22.04.2015 (1001)
23.04.2015 - 29.05.2015 (997)
29.05.2015 - 30.06.2015 (995)
30.06.2015 - 29.07.2015 (990)
29.07.2015 - 26.08.2015 (998)
27.08.2015 - 24.09.2015 (988)
25.09.2015 - 22.10.2015 (991)
23.10.2015 - 18.11.2015 (1000)
18.11.2015 - 16.12.2015 (990)
17.12.2015 - 23.01.2016 (1000)
24.01.2016 - 25.02.2016 (1000)
26.02.2016 - 24.03.2016 (1000)
24.03.2016 - 16.04.2016 (990)
17.04.2016 - 19.05.2016 (999)
20.05.2016 - 22.06.2016 (993)
23.06.2016 - 01.08.2016 (995)
02.08.2016 - 12.09.2016 (990)
13.09.2016 - 25.10.2016 (989)
26.10.2016 - 05.12.2016 (995)
06.12.2016 - 15.01.2017 (995)
16.01.2017 - 23.02.2017 (990)
24.02.2017 - 03.04.2017 (994)
04.04.2017 - 18.05.2017 (1000)
19.05.2017 - 05.07.2017 (1000)
06.07.2017 - 24.08.2017 (1000)
25.08.2017 - 06.10.2017 (991)
07.10.2017 - 15.11.2017 (990)
16.11.2017 - 24.12.2017 (1000)
25.12.2017 - 04.02.2018 (990)
05.02.2018 - 17.03.2018 (1000)
18.03.2018 - 02.05.2018 (990)
03.05.2018 - 11.06.2018 (1000)
12.06.2018 - 18.07.2018 (990)
19.07.2018 - 24.08.2018 (1000)
25.08.2018 - 02.10.2018 (1000)
03.10.2018 - 07.11.2018 (990)
08.11.2018 - 13.12.2018 (990)
14.12.2018 - 23.01.2019 (1000)
24.01.2019 - 02.03.2019 (1000)
03.03.2019 - 12.04.2019 (1010)
13.04.2019 - 23.05.2019 (990)
24.05.2019 - 03.07.2019 (1000)
04.07.2019 - 11.08.2019 (1000)
12.08.2019 - 16.09.2019 (990)
17.09.2019 - 26.10.2019 (1000)
27.10.2019 - 12.12.2019 (1000)
13.12.2019 - 25.01.2020 (1000)
26.01.2020 - 06.03.2020 (990)
07.03.2020 - 16.04.2020 (1010)
17.04.2020 - 19.05.2020 (1000)
20.05.2020 - 25.06.2020 (990)
26.06.2020 - 04.08.2020 (995)
05.08.2020 - 16.09.2020 (1005)
17.09.2020 - 26.10.2020 (990)
27.10.2020 - 27.11.2020 (990)
28.11.2020 - 07.01.2021 (990)
08.01.2021 - 15.02.2021 (1000)
16.02.2021 - 31.03.2021 (1000)
01.04.2021 - 12.05.2021 (1000)
13.05.2021 - 14.06.2021 (990)
15.06.2021 - 26.07.2021 (980)
27.07.2021 - 31.08.2021 (990)
01.09.2021 - 07.10.2021 (1000)
08.09.2021 - 07.11.2021 (1000)
08.11.2021 - 10.12.2021 (1000)
11.12.2021 - 24.01.2022 (990)
25.01.2022 - 04.03.2022 (1000)
05.03.2022 - 10.04.2022 (990)
11.04.2022 - 17.05.2022 (1000)
18.05.2022 - 23.06.2022 (980)
24.06.2022 - 31.07.2022 (990)
01.08.2022 - 13.09.2022 (990)
14.09.2022 - 21.10.2022 (990)
22.10.2022 - 29.11.2022 (1000)
30.11.2022 - 22.01.2023 (1000)
23.01.2023 - 02.03.2023 (990)
03.03.2023 - 21.04.2023 (1000)
22.04.2023 - 13.06.2023 (990)
14.06.2023 - 02.08.2023 (1000)
03.08.2023 - 21.09.2023 (1000)
22.09.2023 - 06.11.2023 (990)
07.11.2023 - 24.12.2023 (990)
25.12.2023 - 18.02.2024 (1000)
19.02.2024 - 05.04.2024 (990)
06.04.2024 - 25.05.2024 (1000)
26.05.2024 - 26.07.2024 (1000)
26.07.2024 - 25.08.2024 (990)
26.08.2024 - 28.09.2024 (980)
29.09.2024 - 01.11.2024 (1000)
02.11.2024 - 02.12.2024 (980)
03.12.2024 - 08.01.2025 (990)
09.01.2025 - 09.02.2025 (1000)
10.02.2025 - 20.03.2025 (1000)
21.03.2025 - 03.05.2025 (990)
04.05.2025 - ...
Статьи
Статьи: раздел 1 (1024)
Статьи: раздел 2 (1006)
Статьи: раздел 3 (1000)
Статьи: раздел 4 (1044)
Статьи: раздел 5 (1001)
Статьи: раздел 6 (1000)
Статьи: раздел 7 (1000)
Статьи: раздел 8 (1013)
Статьи: раздел 9 (1000)
Статьи: раздел 10 (1000)
Статьи: раздел 11 (329)
Статьи: раздел 12 (1000)
Статьи: раздел 13 (730)
Лента новостей

Вероятность погибнуть от удара астероида

Верующие видят лицо Иисуса на Туринской плащанице

Генетическое тестирование инопланетных мумий

Заметили пробуждение сверхмассивной черной дыры

Исследование бурного прошлого Венеры

Кролики-франкенштейны захватывают США

Медленно вращающиеся ореолы темной материи

Метеорит Джорджии на 20 млн лет старше самой Земли

Механизм, который восстановит ваши глаза

НАСА призывают отправить сообщение объекту 3I/ATLAS

Одна сторона Земли теряет тепло гораздо быстрее

Описание проверки оборотней в Пентагоне

Пентагон пытается разоблачить объект Агуадильи

Полная картина ночных облаков на Марсе

Потрясающий вид на третьего межзвездного гостя

Проще ли добывать астероиды на Луне, чем сами астероиды

Разгадали тайну пропажи космической серы

Сняли невидимый глазом НЛО

Тайна катастрофы Амелии Эрхарт может быть раскрыта

Утаенные данные о вторжении НЛО на Восточное побережье

Анализ и присвоение названия новому метеориту

Встреча с зелеными человечками в Кентукки

Зафиксировали самый удаленный быстрый радиовсплеск

Зонд Люси мог бы посетить еще один астероид

ИИ научился быть злым без чьих-либо указаний

Кинолог запечатлел очень быстрый НЛО

Метеорит пробил дыру в крыше дома в Джорджии

Мужчина, выгуливая свою собаку, запечатлел НЛО

На экзолунах у Альфа Центавра может быть жизнь

Планеты, на которых нет воды, могут производить жидкости

Появление новой статуи на острове Пасхи

Пропавший самолет Амелии Эрхарт найден

Пугающая информация о таинственном межзвездном объекте

Расы инопланетян, о которых известно властям США

Сфера Дайсона поможет воскрешать мертвых

Сходство между околосмертными переживаниями и наркотиками

Туринская плащаница. Это кто-то другой, а не Иисус

Физический варп-двигатель возможен

Черный куб замечен над базой ВВС Райт-Паттерсон

Шокирующее открытие после падения метеорита в Джорджии

База инопланетян в кратере Лаут на Марсе

Видел ли Дональд Трамп НЛО

Древние постройки обнаружили на Меркурии

Завод по производству лунного кирпича

Загадочная комета, прилетевшая из другой системы

НАСА изучает загадочную межзвездную комету

Научились превращать ртуть в золото

НЛО заметили над штатом Нью-Джерси

НЛО наблюдает за семьей в Индии

НЛО оставляет дымный след над Невадой

Обнаружена самая массивная черная дыра

Обнаружены первые звезды Вселенной

Существуют четыре различных вида инопланетян

США используют технологии инопланетян

Таинственный гигант, скрывающийся за черными дырами

Три фигуры появляются на Солнце

Удивительный полет к черной дыре

Федеральный советник по науке призывает изучать НЛО

Экзопланета у ближайшей солнцеподобной звезды

Экзотические вихри на картине 'Звездная ночь'

Гигантский пузырь звезды-сверхгиганта удивляет

Когда марсианский грунт распадется на части

Космическая гонка касается не только крупных стран

Криптотерриториальная гипотеза

Литологические особенности ландшафта Марса

Молодая звезда начинает взрываться

НАСА спешит разместить ядерные реакторы на Луне и Марсе

НАСА ускоренно разрабатывает лунный реактор

Недавние вулканические и термальные изменения на Марсе

Поиск жизни на Марсе был явной целью астросообщества

Почему кабинет Трампа дает разные ответы о НЛО

С помощью ChatGPT пишется все больше научных статей

Самая ранняя черная дыра во Вселенной

Свидетельства о кровавом ритуале на Туринской плащанице

Столкновение облаков приводит к вездообразованию

Тайна Бермудского треугольника раскрыта

Тайны космического винограда

Тайны протопланетных дисков

Что нужно знать о Лох-Несском чудовище

Шестеро преемников могли бы исследовать Марс

Бесконечная зима в Европе все ближе

Библейские руины - ключ к тайне Ковчега завета

Библейское море становится кроваво-красным

Власти США знают о четырех расах инопланетян

Изображение Плащаницы сделано со скульптуры

Конгрессмен рассказал об инопланетянах

Миру следует разработать политику в области НЛО

На Марсе нашли совершенно новый минерал

Наблюдение за НЛО в Уилтшире

Новые подсказки в поисках Восьмого чуда

Обнаружена экзопланета в обитаемой зоне Альфы Центавра

Популярные места для наблюдения НЛО в США

Страх охватил деревни в Австралии из-за НЛО

Существо в реке Хан в Сеуле стало вирусным

Тайна Атлантиды становится все более загадочной

Тайна человеческого сердца Леонардо да Винчи

Тулси Габбард возрождает теорию заговора о НЛО

Ученые предсказывают Конец света

Центр изучения НЛО открывает набор учителей

Что означает интерес Джей Ди Вэнса к НЛО

Безумный план посетить черную дыру

Загадочные временные явления в тени Земли

Загадочный межзвездный обьект - инопланетный корабль

Закрыли изучавший телепортацию институт МГУ

Заметили облако в форме рестлера Халка Хогана

Затонувший город расскажет о Ноевом ковчеге

Межзвездная экспедиция к черной дыре

Межзвездный объект имеет разумный дизайн

Мрачное предупреждением о 15 годах антиутопии

НЛО сняли в холмах Малверн

Новое открытие в Туринской плащаницы

Новый вид физики, не виданный ранее

Новый окрас кошек противоречит генетическим ожиданиям

Пилот уверен, что нашел самолет Амелии Эрхарт

Признаки древней жизни на Красной планете

Самое странное кольцо Сатурна

Суперинтеллект роботов может привести к Апокалипсису

Существуют другие видео маневров НЛО у Нимица

Сфера Буга - часть скрытой планетарной сети

Таинственные шары требуют научного изучения

Мраморные памятники фото и цена

Автомобилист принял телескоп за НЛО

Великая пирамида на тысячелетия старше фараонов

Вера в возможность существования внеземной жизни

Давайте сохраним Луну

Директор национальной разведки рассказала о НЛО

Доказательство приземления НЛО тысячи лет назад

ИИ ChatGPT превратили в похитителя данных

ИИ вскоре получит контроль над ядерным оружием

Инопланетный зонд нужно изучить

Инопланетяне живут рядом с нами

Направляясь к системе Проксимы Центавра

Огромный подводный город недалеко от Ноева ковчега

Орбита - игровая площадка для миллиардеров

Планеты-изгои могут образовывать планетные системы

Познакомьтесь с черными дырами среднего размера

Путешествие к экзопланете может занять 250 лет

Суперсталь выведет термоядерный синтез на новый уровень

Там могут быть инопланетяне

Теории о происхождении темной материи

Футуристический корабль для полета к звездам

Безумная теория астрофизика

Бесследное исчезновение самолета у Австралии

Взгляните на индонезийский фестиваль НЛО

Все люди могут быть пришельцами с Марса

Деревушка в Шотландии - столица НЛО Великобритании

Зеленый НЛО, похожий на кальмара, над Далласом

Кто первым построит ядерный реактор на Луне

Люди развили две ноги не для того, чтобы бегать

Металлический шар над вулканом в Мексике

Мужчина установил связь с умершим сыном

Нечто в доме приставало по ночам к девочкам

НЛО оказался зеркалом телескопа

НЛО потерпел крушение у Стокгольма

Стоит ли бояться приближающейся кометы

Странное лицо на горе в Чили

Страшное предупреждение Хокинга об НЛО

Таинственный межзвездный объект неестественен

Уфологи пытаются реформировать Великобританию

Хокинг нас предупреждал

Хронология Великой пирамиды не верна

Перепланировка нежилого помещения. Законность и порядок действий

Библейское предупреждение о конце света

Вращение Земли таинственным образом ускорилось

Загадочное лицо на вершине горы в Чили

ИИ самостоятельно обнаружил уязвимости в ПО

Конгрессмена проинформировали об инопланетянах

Консультация, данная разоблачителю Дэвиду Грушу

Криптозоолог занялся политикой

Лох-Несское чудовище выглядит иначе

НЛО вызвали переполох в Индии

Отпечаток пальца библейского персонажа

Повернуть время вспять и стереть ошибки

Провал ключевой для колонизации Луны миссии

Связь между депрессией и датой рождения

США намерены оккупировать Луну

Теория о подозрительной активности в космосе

Трюк с квантовой запутанностью

Уфолог ушел в политику

Уфологи обнаружили базу инопланетян

Фильм 'Пришельцы в Америке - дело Паскагулы'

Экзопланеты подсказали размер и состав Планеты Х

Aвcтpaлийcкaя aнoмaльнaя зoнa нaпoминaeт o ceбe

Будущее астрономии на Луне

Вирусное видео с НЛО над Далласом

Вице-президент США хочет исследовать феномен НЛО

Наверх
Яндекс.Метрика