Científicos del Laboratorio Lawrence Livermore, en conjunto con investigadores internacionales, han descubierto cinco nuevos núcleos atómicos que deberán añadirse a la tabla de nucleidos.
El estudio, llevado a cabo este otoño, se centra en el desarrollo de nuevos métodos de síntesis de elementos súperpesados. Los núcleos exóticos recién descubiertos son un isótopo para el berkelio, neptunio y uranio, y dos isótopos del elemento americio. Los resultados se publican en la revista Physics Letters B.
Cada elemento químico se presenta en forma de diferentes isótopos. Estos isótopos se distinguen unos de otros por el número de neutrones en el núcleo, y por lo tanto por su masa. Los isótopos recién descubiertos tienen menos neutrones y son más ligeros que los isótopos conocidos anteriormente de los respectivos elementos, informa el laboratorio Lawrence Livermore.
Hasta la fecha, la Tabla Periódica conocida comprende más de 3.000 isótopos de 114 elementos químicos confirmados. Según estimaciones científicas, también deben existir más de 4.000 isótopos no descubiertos adicionales. Debido a su bajo número de neutrones, su estructura es muy exótica y por lo tanto interesante para el desarrollo de modelos teóricos que describen los núcleos atómicos.
"Estos resultados realmente empujan lo que sabemos sobre la estructura nuclear hasta el extremo fin deficiente de neutrones de la tabla de los nucleidos", dijo Shaughnessy. "Cuando te das cuenta de que el uranio natural tiene 146 neutrones y este nuevo isótopo sólo tiene 124 neutrones, muestra cuánto tenemos que aprender sobre la estructura nuclear y las fuerzas que mantienen unido el núcleo."
Los científicos en Livermore han participado en la investigación de elementos pesados desde la creación del Laboratorio en 1952 y han sido colaboradores en el descubrimiento de seis elementos -113, 114 (Flerovium), 115, 116 (livermorium), 117 y 118-.
Además de descubrimientos en sí mismos, los hallazgos son la primera prueba de la nueva técnica para la producción de estos núcleidos exóticos.
Para el experimento, los científicos dispararon a una lámina de de curio de 300 nanómetros de espesor con núcleos de calcio acelerados. En las colisiones estudiadas, los núcleos atómicos de los dos elementos tocados formaron un sistema compuesto por un tiempo extremadamente corto.
Antes de que el sistema compuesto pudiera romperse de nuevo, después de un sextillionésima de un segundo, los dos núcleos implicados intercambiaron una serie de sus bloques nucleares de construcción de protones y neutrones. Diferentes isótopos se formaron como productos finales de este intercambio.
Los isótopos de berkelio, neptunio, uranio y americio descubiertos fueron creados como productos finales de tales colisiones. Son inestables y la descomposición tiene luhar después de unos pocos milisegundos o segundos, dependiendo del isótopo. Todos los productos de desintegración resultantes pueden ser separados y analizados utilizando filtros especiales compuestos de campos eléctricos y magnéticos. Los científicos utilizaron todos los productos de desintegración detectados para identificar el nuevo isótopo creado.
Los experimentos actuales permitirán explorar zonas hasta ahora desconocidas en la tabla de isótopos.
