С подробностями — Physicsworld.com; Nature News; Science.org.
Для создания ливермория, элемента с атомным числом 116, физики под руководством Жаклин Гейтс (Jacklyn Gates) из Национальной лаборатории имени Лоуренса Беркли (Lawrence Berkeley National Laboratory, LBNL) в Калифорнии использовали пучок изотопа титана-50. Это первый случай использования для синтеза сверхтяжелого элемента ядра, тяжелее кальция-48.
Сверхтяжелые элементы находятся в самом нижнем ряду Периодической таблицы Менделеева и имеют атомные числе больше 103. Синтез и изучение этих элементов углубляют представления о Вселенной и позволяют создавать модели поведения атомного ядра и ограничений, например, по количеству протонов и нейтронов, которые оно способно удерживать.
Методы синтеза сверхтяжелых элементов предполагают облучение актинидных мишеней — элементов с атомными номерами от 89 до 102 — пучками ионов переходных металлов.
В начале XXI века новые сверхтяжелые элементы были созданы путем бомбардировки актинидов пучками кальция-48. «Используя этот метод, ученым удалось создать элементы вплоть до оганессона с атомным номером 118», — говорит Гейтс.
Кальций-48 для этой задачи подходит лучше других из-за своей высокостабильной конфигурации протонов и нейтронов, позволяющей ему эффективно сливаться с ядрами-мишенями.
Тем не менее после оганессона, полученного в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне, открытие новых сверхтяжелых элементов застопорилось. «Чтобы создать элементы за пределами оганессона, нужно было бы использовать мишени из эйнштейния или фермия. Но, к сожалению, эти элементы недолговечны, их трудно производить в необходимых для экспериментов количествах», — поясняет Гейтс.
Некоторые физики-теоретики предположили, что новые сверхтяжелые элементы могут быть получены с использованием изотопов таких переходных металлов, как титан, ванадий и хром.
В Беркли предпочтение было отдано титану-50 как элементу с самым высоким сечением ядерной реакции с актинидными элементами. Для создания пучка титана-50 физики LBNL использовали ионный источник со сверхпроводящим магнитом, который способен удерживать плазму высокоионизированного титана-50. Затем ионы ускорили на циклотроне, а после реакции с плутониевой мишенью сепаратор отделил ядра ливермория от других продуктов реакции.
Это позволило экспериментаторам Беркли определить цепочку продуктов, созданных при ядерном распаде. Исследование представлено на сервере препринтов arXiv и, по мнению авторов, открывает путь к созданию гипотетических 119-го и 120-го элементов.
Марина АСТВАЦАТУРЯН
