A medida que se acerca el 150 aniversario de la formulación de la Tabla Periódica de Elementos Químicos, un profesor de la Universidad Estatal de Michigan analiza los límites de la tabla en un reciente Perspectiva de física de la naturaleza .
El próximo año marcará el 150 aniversario de la formulación de la tabla periódica creada por Dmitry Mendeleev. En consecuencia, las Naciones Unidas proclamaron 2019 como el Año Internacional de la Tabla Periódica de Elementos Químicos IYPT 2019. A los 150 años de edad, ella tabla todavía está creciendo. En 2016, se le agregaron cuatro elementos nuevos: nihonium, moscovium, tennessine y oganesson. Sus números atómicos la cantidad de protones en el núcleo que determina sus propiedades químicas y el lugar en la tabla periódicason 113, 115, 117 y 118, respectivamente.
Tomó una década y un esfuerzo mundial para confirmar estos últimos cuatro elementos. Y ahora los científicos se preguntan: ¿hasta dónde puede llegar esta tabla? Algunas respuestas se pueden encontrar en una reciente Perspectiva de física de la naturaleza por Witek Nazarewicz, profesor distinguido de física de Hannah en MSU y científico jefe en la Instalación de rayos isotópicos raros.
Todos los elementos con más de 104 protones están etiquetados como "superpesados" y son parte de una vasta tierra totalmente desconocida que los científicos están tratando de descubrir. Se predice que los átomos con hasta 172 protones pueden formar físicamente un núcleo que esunidos por la fuerza nuclear. Esa fuerza es lo que impide su desintegración, pero solo por unas pocas fracciones de segundo.
Estos núcleos fabricados en laboratorio son muy inestables y se descomponen espontáneamente poco después de formarse. Para los más pesados que el oganesson, esto podría ser tan rápido que les impide tener suficiente tiempo para atraer y capturar un electrón para formar un átomoPasarán toda su vida como congregaciones de protones y neutrones.
Si ese es el caso, esto desafiaría la forma en que los científicos hoy definen y entienden los "átomos". Ya no pueden describirse como un núcleo central con electrones en órbita, como los planetas orbitan alrededor del sol.
Y en cuanto a si estos núcleos pueden formarse, sigue siendo un misterio.
Los científicos se arrastran lenta pero seguramente hacia esa región, sintetizando elemento por elemento, sin saber cómo se verán, o dónde será el final. La búsqueda del elemento 119 continúa en varios laboratorios, principalmente en el Instituto ConjuntoInvestigación nuclear en Rusia, en GSI en Alemania, y RIKEN en Japón.
"La teoría nuclear carece de la capacidad de predecir de manera confiable las condiciones óptimas necesarias para sintetizarlas, por lo que debe hacer conjeturas y realizar experimentos de fusión hasta que encuentre algo. De esta manera, podría correr durante años", dijo Nazarewicz.
Aunque la nueva Instalación para haces de isótopos raros en MSU no va a producir estos sistemas superpesados, al menos dentro de su diseño actual, podría arrojar luz sobre qué reacciones podrían usarse, superando los límites de los métodos experimentales actuales. Si el elemento 119está confirmado, agregará un octavo período a la tabla periódica. Esto fue capturado por el Haiku Elemental por Mary Soon Lee: ¿Se levantará el telón? / ¿Abrirán el octavo acto? / ¿Reclamarán el escenario central?
Nazarewicz dijo que el descubrimiento podría no estar muy lejos: "Pronto. Podría ser ahora, o en dos o tres años. No lo sabemos. Los experimentos están en curso".
Queda otra pregunta emocionante. ¿Se pueden producir núcleos superpesados en el espacio? Se cree que se pueden hacer en fusiones de estrellas de neutrones, una colisión estelar tan poderosa que literalmente sacude la estructura misma del universo. En entornos estelares como este dondelos neutrones son abundantes, un núcleo puede fusionarse con más y más neutrones para formar un isótopo más pesado. Tendría el mismo número de protones y, por lo tanto, es el mismo elemento, pero más pesado. El desafío aquí es que los núcleos pesados son tan inestables que se rompenmucho antes de agregar más neutrones y formar estos núcleos superpesados. Esto dificulta su producción en estrellas. La esperanza es que a través de simulaciones avanzadas, los científicos podrán "ver" estos núcleos evasivos a través de los patrones observados de los elementos sintetizados.
A medida que avanzan las capacidades experimentales, los científicos buscarán estos elementos más pesados para agregar a la mesa remodelada. Mientras tanto, solo pueden preguntarse qué aplicaciones fascinantes tendrán estos sistemas exóticos.
"No sabemos cómo se ven, y ese es el desafío", dijo Nazarewicz. "Pero lo que hemos aprendido hasta ahora podría significar el final de la tabla periódica tal como la conocemos".
MSU está estableciendo FRIB como una nueva instalación de usuarios científicos para la Oficina de Física Nuclear en la Oficina de Ciencia del Departamento de Energía de los EE. UU. En construcción en el campus y operada por MSU, FRIB permitirá a los científicos hacer descubrimientos sobre las propiedades de los isótopos raroscon el fin de comprender mejor la física de los núcleos, la astrofísica nuclear, las interacciones fundamentales y las aplicaciones para la sociedad, incluida la medicina, la seguridad nacional y la industria.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instalación de la Universidad Estatal de Michigan para haces de isótopos raros . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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