C’è fermento nei laboratori di fisica nucleare di Berkeley. Un team di ricercatori sta per aggiungere un nuovo tassello alla tavola periodica1, quel sistema di catalogazione degli elementi che tutti abbiamo studiato a scuola. Ma questa volta non si tratta di una semplice aggiunta alla tavola periodica: l’elemento 120 è così massiccio che richiederà la creazione di un’intera nuova riga. Una sfida che potrebbe riscrivere i libri di chimica.
La sfida dei super elementi nella tavola periodica
La tavola periodica attuale ospita 118 elementi, dall’idrogeno con un solo protone fino all’oganesson, introdotto il 30 dicembre 2015, che contiene almeno 194 particelle subatomiche nel suo nucleo. Questo sistema di classificazione, fondamentale per la chimica moderna, sta per affrontare una svolta epocale: l’aggiunta di una intera nuova riga per accogliere elementi ancora più pesanti.
La ricerca, pubblicata sulla rivista Physical Review Letters (ve la linko qui), mostra un nuovo approccio promettente. La dottoressa Jacklyn Gates, scienziata nucleare del Lawrence Berkeley National Laboratory, ha guidato il team verso questa scoperta rivoluzionaria. Il loro metodo? Bombardare isotopi di plutonio con ioni di titanio vaporizzati.
Ma non è solo l’elemento 120 a essere nel mirino dei ricercatori. C’è anche l’elemento 119, temporaneamente chiamato ununennio2, che attende di essere sintetizzato. Entrambi questi elementi sono così massicci da richiedere una completa ristrutturazione della tavola periodica come la conosciamo.
Un nuovo elemento che richiede pazienza
Il processo di creazione è incredibilmente complesso e richiede una pazienza monumentale. Nel laboratorio di Berkeley, sono stati necessari oltre 22 giorni di bombardamento continuo per creare solo due atomi di livermorio3 (elemento 116). E per l’elemento 120? Secondo Reiner Kruecken, altro scienziato del team, potrebbe richiedere dieci volte più tempo.
Il ciclotrone da 88 pollici del Berkeley Lab lavora incessantemente, sparando ioni di titanio contro isotopi di californio. È come cercare di colpire un bersaglio microscopico in movimento, ma con conseguenze potenzialmente rivoluzionarie per la scienza. La sfida è enorme, ma la possibilità di successo non è mai stata così concreta. Come ha affermato Kruecken: “Non è facile, ma ora sembra fattibile”.
Alla ricerca dell’isola della stabilità
Quando cerchiamo di creare questi elementi incredibilmente rari, ci troviamo al limite assoluto della conoscenza e della comprensione umana, e non c’è alcuna garanzia che la fisica funzioni come ci aspettiamo.
Queste parole di Jennifer Pore, scienziata nucleare del Berkeley Lab, riassumono perfettamente l’entusiasmo e l’incertezza di questa ricerca.
Gli elementi superpesanti tendono a decomporsi rapidamente dopo la loro formazione. Tuttavia, i ricercatori ipotizzano l’esistenza di un'”isola di stabilità”: una zona in cui questi elementi, raggiunta una certa dimensione, potrebbero mantenersi intatti più a lungo. Per farci cosa?
Tavola periodica “allargata”, le implicazioni per il futuro della chimica
La creazione dell’elemento 120 non è solo un traguardo scientifico: potrebbe aprire la porta a una nuova era nella comprensione della materia. Se questo elemento dovesse effettivamente raggiungere l'”isola di stabilità”, potremmo studiare proprietà chimiche completamente nuove e inesplorate.
La ricerca sugli elementi superpesanti sta già rivoluzionando la nostra comprensione delle leggi fondamentali della fisica nucleare. Ogni nuovo elemento scoperto aggiunge un tassello al puzzle della materia, aiutandoci a comprendere meglio come funziona l’universo a livello atomico.
Una sfida tecnologica senza precedenti
Il Berkeley Lab non è nuovo a queste imprese. Il laboratorio ha una lunga storia nella scoperta di nuovi elementi, ma questa volta la sfida è particolarmente ambiziosa. La tecnologia necessaria per creare l’elemento 120 spinge i limiti delle nostre capacità attuali.
Il ciclotrone utilizzato per questi esperimenti è una meraviglia dell’ingegneria moderna, capace di accelerare particelle a velocità incredibili. Ma anche con questa tecnologia all’avanguardia, la creazione di un nuovo elemento rimane un’impresa ai limiti del possibile. La pazienza e la perseveranza sono le chiavi di questa ricerca. Come in molte grandi scoperte scientifiche, il successo potrebbe essere dietro l’angolo, o potrebbe richiedere anni di tentativi. Ma una cosa è certa: siamo più vicini che mai a riscrivere la tavola periodica.
