Требование звучит достаточно простой: Физики в Японии говорят, что они сделали новый супертяжелый атом, элемент 113, который находится на границе периодической таблицы. Однако предыстория намного более сложна. И это иллюстрирует, насколько тайный бизнес определения новых супертяжелых элементов может быть.Это не первый раз, когда физики требовали открытия элемента 113.
Сотрудничество исследователей от Ливерморской национальной лаборатории в Калифорнии и Совместного Института Ядерного Исследования в Дубне, Россия, сообщило о производстве элемента в 2003. Японская бригада, базирующаяся в RIKEN Nishina Центр Основанной на акселераторе Науки в Вако, предъявила подобную претензию в 2004. Но ни один из тех результатов не был окончателен, говорят исследователи.
Бригада RIKEN теперь делает «очень веские доводы», говорит Кристоф Дуллман, ядерный химик в ядерной научно-исследовательской лаборатории GSI в Дармштадте, Германия. «Мы ясно должны поздравить их. Это заняло годы и годы работы». Другие говорят, что они резервируют суждение по тому, кто должен получить кредит на открытие.Химическая идентичность элемента установлена числом протонов в его ядре — его атомное число.
Все элементы с атомным числом, больше, чем 92 урана, не существуют естественно на Земле и должны быть произведены в ядерных реакторах, ядерных взрывах, или при помощи ускорителей частиц. Традиция – то, что, какой бы ни лаборатория делает новый элемент, добирается для предложения его имени, и следовательно у нас уже есть дубний (элемент 105), дармштадий (элемент 110), и беркелий (элемент 97) после Лаборатории Лоуренса Беркли, третьей лаборатории, доминировавшей над областью супертяжелых элементов. Исследователи RIKEN являются новыми парнями на блоке, и элемент 113, если подтверждено, был бы их первым официальным открытием.
Физики делают супертяжелые элементы путем взятия целевой мембраны хэви-метала и бомбардирования его лучом более легких ядер. Очень редко один из снарядов поражает ядро передней частью и формирует составное ядро, летящее из фольги от силы столкновения.
Ядро выложит несколько нейтронов для потери избытка энергии прежде, чем прибыть в датчик, в большой степени инструментованный блок кремния. Как только это там, исследователи могут обнаружить выбор времени любой порчи и энергию продуктов распада.
Если ядро просто разделяется обособленно, или «расщепления», оно говорит исследователям мало. Они узнают больше, если вместо этого это испускает альфа-частицу (два протона и два нейтрона) для производства «ядра дочери», и затем это испускает другую альфу и т.д. Выбор времени и энергии альфа-распадов показывают личности всех членов цепочки назад к оригинальному ядру.
И если один член цепочки является ядром, ранее изученным, тогда его свойства порчи ставят на якорь целую последовательность в действительности.Та якорная порча отсутствовала в поиске элемента 113. В 2003 бригада Дубны утверждала, что сделала один атом из него путем бомбардирования америция кальцием для производства атома элемента 115, который тогда быстро распался к 113 и затем более легкие элементы.
Бригада позже нашла три более подобных цепочки. Исследователи RIKEN используют немного отличающийся метод, в котором они сбрасывают цинк на висмут, обнаружив один атом элемента 113 в 2004 и другой в 2005. Но ни одна из обнаруженных цепочек порчи не включала якорную порчу.
Таким образом, в прошлом году Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) и Международный союз Чистой и Прикладной Физики (IUPAP), хранителей периодической таблицы, решили, что никакая бригада не могла требовать открытия.Косуке Морита, лидер бригады RIKEN, говорит, что новый результат его бригады — единственная порча — преодолевает эти недостатки. Первые две порчи бригады испустила альфы четыре раза для производства ядра дубния с атомным весом 262 который тогда разделенный обособленно расщеплением. Но дубний 262, как известно, имеет альтернативный путь порчи, включающий больше альфа-распадов.
И третий атом бригады Мориты взял тот путь, разложив к ранее изученному лоуренсию 258 сопровождаемых менделевием 254 и затем расщепление, как исследователи сообщают на этой неделе в Журнале Физического Общества Японии. «У Мориты и бригады есть очень хорошее требование. Это – очень хороший пункт приземления в известных изотопах», говорит Хейно Нич Лоуренса Беркли Национальная Лаборатория в Калифорнии.
Игра, набор и матч? Не совсем. Исследователи Дубны также накопили дополнительные доказательства для поддержки их требования, которое они представили IUPAC и IUPAP ранее в этом году.
Исследователи Дубны теперь сделали в общей сложности 56 атомов элемента 113 с пятью различными массами, заявляет руководитель группы Юрий Огэнессиэн. Поскольку бригада Дубны использовала различную цель и снаряд, чем японцы, весь их конец цепочек порчи в расщеплении дубния. Однако химия дубния была изучена ранее, таким образом, бригада смогла идентифицировать тот заключительный единственный атом в цепочке порчи химическими средствами, прежде чем это развалилось. «Вы должны рекомендовать их», говорит Нич. «Но результаты весьма неоднозначны.
Существует несколько экспертов, не полностью убежденных».Огэнессиэн отказывается говорить, кто он думает, IUPAC и IUPAP должны приписать открытие. «Это было бы неэтично и неправильно обсудить проблемы, непосредственно связанные с работой экспертов, прежде чем они примут свое решение», говорит он.
Он действительно отмечает, однако, что элементы 114 и 116 были зачислены без демонстрации якорной порчи. В конечном счете решение может быть вопросом научного вкуса, говорит Дуллман GSI: «В конце это сводится, к которому [тип доказательств] делает IUPAC как лучше всего?»