نجح فريق من العلماء في مختبر بيركلي الوطني بكاليفورنيا في تطوير طريقة جديدة للعثور على العناصر فائقة الثقل وتصنيعها عن طريق إطلاق حزم من الأيونات المشحونة على ذرات العناصر الثقيلة، الأمر الذي يتطلب إضافة صف جديد إلى الجدول الدوري إذا هذه العناصر موجودة. كانت موجودة
ويتضمن الجدول الدوري الحالي 118 عنصراً، بدءاً بعنصر الهيدروجين وانتهاءً بعنصر الأوغانيسون الذي تم اكتشافه مؤخراً في عام 2016. ومن الناحية النظرية، يرى العلماء إمكانية إضافة عنصرين آخرين: العنصر 119، المسمى “الأونينيوم”، والعنصر 120، تسمى “unipenelium”، ويعرف هذان الاثنان باسم “جزيرة الصلابة”.
“جزيرة الاستقرار”.. حيث تستقر الذرات
في الفيزياء النووية، يُستخدم مصطلح “جزيرة الاستقرار” لوصف إمكانية وجود عنصر له “رقم سحري” ثابت من البروتونات والنيوترونات، مما يجعل النواة الذرية مستقرة للغاية وبالتالي لا تضمحل بسهولة.
ويرتبط العنصران المطلوب إضافتهما إلى الجدول الدوري بهذه الحالة، حيث يعتقد أن العناصر فائقة الثقل تتمتع بثبات نسبي مقارنة بالعناصر الأخرى. ويعتقد العلماء أن العناصر التي تقع ضمن جزيرة الثبات لها خصائص غير عادية قد لا تضمحل لشهور أو سنوات مقارنة بالعناصر الأخرى التي تضمحل في لحظات أو أجزاء من الثانية.
ويعتقد العلماء أيضًا أن الوصول إلى هذه الجزيرة يمكن أن يساعد في إنتاج مواد جديدة يمكن استخدامها في العديد من التطبيقات، مثل إنتاج الطاقة والاستخدام الطبي. ولا توجد حتى الآن أي عناصر مكتشفة تقع ضمن نطاق جزيرة الاستقرار، مع استمرار التكهنات حول بعض العناصر التي قد تقترب من تلك الحالة.
ووفقا للباحثين، فإن وجود العناصر فائقة الثقل عند هذا المستوى من الاستقرار لا يضمن أن القوانين الفيزيائية ستعمل كما تعمل في الحالة الطبيعية، وبالتالي قد تكون هناك مفاهيم جديدة حول سلوك المادة وتفاعلها.
تكنولوجيا جديدة لتصنيع العناصر الثقيلة
وفقا لدراسة جديدة نشرت في مقال نشر في مجلة Physical Review Letters الشهر الماضي، نجح العلماء في استخدام طريقة جديدة لتصنيع الليفرموريوم (العنصر 116) عن طريق قصف أيونات التيتانيوم المشحونة على البلوتونيوم 244.
تتم هذه العملية في معجل جسيمات السيكلوترون التابع لمختبر لورانس بيركلي الوطني، وتستغرق 22 يومًا، ولكل تصادم فرصة ضئيلة جدًا لدمج الذرات لتكوين عنصر ثقيل جديد. وعلى الرغم من أن التجربة لم تسفر إلا عن ذرتين من ليفرموريوم، إلا أن العنصر فائق الثقل يعكس إمكانية توسيع آفاق التخليق.
ويعتقد العلماء أن بإمكانهم تطبيق نفس التقنية لتصنيع الأنبينيليوم، أو العنصر 120، باستخدام أيونات التيتانيوم، وهو نظير أثقل من البلوتونيوم.
وتقول جاكلين جيتس، الباحثة الرئيسية في الدراسة: بيان صحفي “لم يتم اختبار هذا التفاعل من قبل، وكان من الضروري إثبات جدواه قبل صنع العنصر 120.”
وإذا قرر الباحثون بدء تجربتهم الجديدة والمثيرة، فإن العثور على العنصر 120 قد يستغرق وقتًا أطول بعشر مرات مما استغرقه في التجربة السابقة.
