Los científicos del Laboratorio Berkeley utilizaron haces de titanio para crear átomos del elemento 116. Esto no sólo representa una nueva forma de crear elementos ultrararos, sino que también es una prueba de concepto de que pronto podrían fabricar el elemento 120 aún por descubrir, que podría ser estable.
La tabla periódica ordena los elementos según su número atómico, que es el número de protones en el núcleo del átomo de cada elemento. Si bien los primeros 94 elementos de la lista se encuentran todos en la naturaleza, los elementos más pesados que ellos sólo pueden crearse en un laboratorio fusionando elementos existentes.
Sobre el papel, esto suena relativamente simple: si quieres un elemento con un número atómico específico, simplemente fusiona otros dos elementos con el mismo número total de protones. Por ejemplo, para crear el elemento ogano, que tiene 118 protones, los científicos suelen disparar un rayo de calcio (que tiene 20 protones) a un objetivo hecho de californio (que tiene 98 protones).
Así se sintetizaron originalmente los elementos superpesados 112 a 118. Se espera que haya más elementos más allá de los bordes de la tabla periódica, pero desafortunadamente el californio es el elemento más pesado que puede usarse como objetivo; los siguientes elementos son demasiado inestables.
Entonces, si no puedes cambiar el objetivo, entonces cambia el proyectil. Eso es lo que ha hecho ahora el equipo del Laboratorio de Berkeley, aumentando el haz de calcio a titanio, que tiene 22 protones, obteniendo dos protones adicionales. Sin embargo, hacerlo no es tan fácil como parece.
En primer lugar, el proceso requiere titanio-50, un isótopo raro que representa sólo alrededor del 5% del titanio total que se encuentra naturalmente en la Tierra. Luego, el titanio-50 se calienta en un horno especializado, elevando la temperatura a casi 3000°F (1649°C), lo que hace que el titanio se evapore. Una fuente de iones crea un plasma de titanio cargado, que luego se manipula para formar un rayo que se dispara hacia un objetivo.
Esta fue la primera vez que se utilizó un rayo de titanio en un experimento similar, por lo que para probar si funcionaba, el equipo lo disparó a un objetivo hecho de plutonio, que tiene 94 protones. Esto resultó en el elemento 116, "Pescado". Efectivamente, el equipo detectó este elemento esquivo, aunque muy raramente: sólo se produjeron dos átomos durante los 22 días de experimentos.
Con esta prueba de concepto en mano, el equipo planea ahora utilizar haces de titanio para buscar el hipotético elemento 120. Esto se puede lograr disparando titanio a un objetivo de californio, aunque se espera que esto sea más raro.
"Creemos que tomará aproximadamente 10 veces más tiempo para producir 120 que para 116", dijo Reiner Kruecken, director de la División de Ciencias Nucleares del Laboratorio Berkeley. "No será fácil, pero ahora parece factible".
Se predice que si se descubre el elemento 120, será un metal alcalinotérreo (o "Unbinilium") y se unirá al elemento 119, también no descubierto, en la octava fila actualmente vacía de la tabla periódica.
Pero lo más interesante es que es probable que el Elemento 120 esté ubicado en una "isla de estabilidad". Los elementos superpesados suelen tener vidas medias cortas, lo que significa que se desintegran en milisegundos, lo que los hace difíciles de estudiar y básicamente imposibles de utilizar para cualquier propósito práctico. Sin embargo, se predice que ciertos isótopos de estos elementos pueden tener el número justo de neutrones para equilibrar todo el proceso, haciéndolo estable durante minutos o incluso días. Si es así, el Elemento 120 podría convertirse en el elemento nuevo más útil creado en bastante tiempo.
Los investigadores podrían comenzar los experimentos ya en 2025, aunque aún podrían pasar varios años antes de que se produzcan átomos del elemento 120.
La investigación ha sido enviada a la revista Physical Review Letters.