Nature: Ученые исследуют строение ядер химических элементов с помощью лазеров

Группа ученых из разных стран попыталась узнать, как далеко может простираться таблица химических элементов. Они хотели понять, есть ли предел у этой таблицы и сможем ли мы когда-нибудь создать новый элемент, который будет последним.

Профессор Брэдли Чил, один из авторов исследования, сказал:

Ученые давно задаются вопросом о том, что происходит с атомами на границах таблицы элементов, где находятся самые тяжелые ядра, и где может закончиться периодическая таблица.

В своем исследовании ученые изучили строение ядер атомов фермия (это элемент под номером 100) и нобелия (элемент 102), используя разное количество нейтронов.

Это два химических элемента, которые очень трудно синтезировать и которые находятся в более тяжелой части периодической таблицы элементов.

Использование лазерных лучей для измерения ядерного радиуса изотопов в конце периодической таблицы

Элементы, которые находятся в конце таблицы Менделеева, ученые создают искусственно с помощью ядерных реакций. Эти элементы не встречаются в природе, и их сложно производить. Кроме того, они существуют очень короткое время.

Ученые из разных стран решили изучить некоторые из этих элементов, чтобы лучше понять их свойства. Они использовали лазерную спектроскопию для измерения размера ядер нескольких изотопов нобелия и фермия.

В ходе исследования ученые использовали лазерное оборудование, чтобы изучить атомы нобелия и понять их структуру.

Ключевой изотоп они получили после того, как атомы другого элемента (лавренсия) распались. Эти атомы захватили из пучка продуктов ядерной реакции и нагрели с помощью нити накаливания. Затем исследователи провели процесс, который называется резонансной ионизацией атомов, и определили их по отпечатку альфа-распада.

Ученые обнаружили, что количество нейтронов в атомах менялось постепенно, а не резко, как у более легких элементов. Это говорит о том, что на сверхтяжелые элементы ядерные оболочки влияют меньше.

Что происходит при крайних значениях числа нейтронов и протонов

Новое исследование основано на работе, проведенной в 2016 году. В ней принимал участие профессор Чил. Тогда ученые впервые использовали лазерную спектроскопию для изучения нобелия.

Нобелий — это искусственный химический элемент с атомным номером 102. Его создали в 1957 году ученые из Нобелевского института физики в Стокгольме. Сейчас этот элемент производят в очень малых количествах и используют только для научных исследований.

Изучая такие элементы, как нобелий, ученые могут понять, насколько далеко мы можем расширить периодическую таблицу химических элементов. Это может иметь большое значение для материаловедения и других областей науки.

Результаты опубликованы в журнале Nature.

12.11.2024