Uno más a la tabla periódica: (re)descubren el elemento 117
Así como lo leen, un equipo internacional de investigadores, liderados por investigadores alemanes del Centro GSI Helmholtz para la Investigación de Iones Pesados, han puesto la rueda a girar y ahora solo están a la espera de la confirmación internacional de sus resultados, pues han reportado la creación de átomos del elemento 117, los más pesados que jamás se hayan observado. No obstante, probablemente confirmando los resultados que en 2010, el investigador Yuri Oganessian, del Insituto Joint para la Investigación Nuclear en Dubna, Russia, ya había propuesto en el 2010, cuando reportó este mismo elemento y lo llamó Ununseptio o para los amigos Uus.
Desde 1940, cuando la curiosidad y la ciencia llevaron a investigadores a bombardear uranio con el objetivo de producir el elemento neptunio-239, la creación y la búsqueda de nuevos elementos pesados no ha parado desde entonces. Pues como si se tratase de viajeros en búsqueda de una tierra mítica, legendaria, pero bien documentada, estos exploradores con brújulas de matemáticas y con batas en lugar de botas, están en la búsqueda de una zona teórica en la tabla de los elementos llamada “isla de estabilidad”, propuesta por Glenn T. Seaborg en los años 60’s y que indica que algunos elementos súper pesados (número atómico igual o mayor a 104) que tienen un promedio de vida de algunos minutos, podrían incrementarlo por algunos años.
Para ponerlo en contexto, la estabilidad de un núcleo es una cuestión de protones y neutrones, en donde todos los elementos antes del plomo (82) son estables y los que le siguen son inestables. Sin embargo, existe una primera región de estabilidad relativa entre los isótopos del torio (90) y el uranio (92), que les brinda un tiempo de vida comparable con la edad del universo. Elementos más allá del uranio solo han sido producidos en los laboratorios y se espera que sean más inestables conforme aumenten su masa, pues la repulsión de Coulomb incrementa y sobrepasa la fuerza que mantiene unido al núcleo. Sin embargo, de acuerdo con la teoría de la isla de estabilidad, algunos isótopos de elementos súper pesados que van del 114 al 120, se acomodarían en esta zona, abriendo nuevos horizontes en la física nuclear, la tecnología actual y su aplicación en la química y la medicina.
Pero regresando a la noticia del momento. La investigación y el descubrimiento no fue fácil e incluyó a un equipo multidisciplinario de 72 químicos y físicos de 16 instituciones alrededor del mundo, que incluye a los países de Australia, Finlandia, Alemania, India, Japón, Noruega, Polonia, Suecia, Suiza, el Reino Unido y los Estados Unidos, todos ellos bajo el estandarte del Profesor Cristoph Düllmann, quien trabaja en el Centro GSI, en la Universidad de Johannes Gutenberg y el Instituto Helmholtz.
La participación fue tan amplia debido a que se requirió alta tecnología, solo disponible en distintos lugares, lo que llevó a una colaboración internacional ejemplar entre las capacidades de detección y aceleración en el GSI en Alemania y, la producción y separación de isótopos de actínidos única del Laboratorio Nacional de Ridge Oak (ORNL) en los Estados Unidos. El material objetivo berkelio fue producido durante un largo periodo de 18 meses. Lo que requirió la intensa irradiación de neutrones en el Reactor de Isótopos de Flujo Alto, seguido de la separación y purificación química en el Centro de Desarrollo de Ingeniería Radioquímica, ambos en el ORNL. Que llevó a obtener 13 miligramos del isótopo Bk-249, esencial para la creación del elemento 117, pero con un periodo de vida de tan solo 330 días, por lo que fue enviado a la Universidad de Mainz. Ahí, convirtieron al isótopo en un objetivo capaz de soportar rayos de iones de calcio de alto poder, provenientes del acelerador del GSI y luego separaron al elemento 117 de otros elementos con la ayuda del Aparato Separador de TransActínidos y Químicos. Finalmente, el elemento se detectó mediante su decaimiento radioactivo.
Además, en el decaimiento se logró identificar un nuevo decaimiento de dubnio (105) y un nuevo isótopo de lawrencio, cuyos tiempos de vida fueron de 1 y 11 horas, respectivamente, lo que los hace los isótopos súper pesados más longevos jamás observados. A esto, Cristoph Düllman comentó: “Esto es de una gran importancia debido a que se predice la existencia de isótopos con un mayor tiempo de vida en una región de estabilidad nuclear mayor”.
El elemento 117 aún no tiene nombre. Un comité de miembros de la Unión Internacional de Física y Química Pura Aplicada revisará el descubrimiento, junto con los de Yuri Oganessian, y después de eso decidirán si se requieren más experimentos o si las papelerías, las aulas de primaria y secundaria, y los científicos tendrán que agregarlo a su tabla de los elementos.
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[En la imagen vemos el diagrama de las capas de electrones del elemento 117 bajo el nombre y la propuesta de Yuri Oganessian. Imagen realizada por Greg Robson y tomada de Wikimedia Commons.]
Artículo de Yuri Oganessian (2010) en Physical Review Letters.
Fuente en Physics: spotlighting exceptional research acerca de la búsqueda de elementos pesados.
Fuente en Physics: spotlighting exceptional research acerca del descubrimiento de Yuri Oganessian.
Fuente Phys.org acerca de la confirmación del elemento 117 (2014).
Artículo en Physical Review Letters acerca de la nueva investigación (2014).
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