Friday, April 30, 2010

Dos nuevos elementos superpesados descubiertos

Un grupo de investigadores suizos han participado en el descubrimiento de dos nuevos elementos químicos. Estos elementos tienen los números 113 y 115 y han sido descubiertos en el Centro de Investigación Nuclear en Dubna (Rusia) empleando una combinación de técnicas físicas y químicas. El Instituto Paul Scherrer (PSI), con su experiencia radioquímica, ha sido crucial para el éxito del experimento.

La química, en la actualidad, está traspasando los límites de los conocimientos de la ciencia. Hasta 1940 el uranio era el elemento más pesado que se conocía. Este metal, que se da de forma natural, tiene de número atómico 92 ya que su núcleo posee 92 protones cargados positivamente. Desde entonces, se han descubierto más de veinte elementos con un número atómico mayor.

El nacimiento del elemento 115

Los elementos pesados se descomponen (o decaen) al emitir átomos de helio con carga, llamados partículas alfa. Las secuencias de esta descomposición fueron empleadas por los científicos americanos, rusos y suizos para probar físicamente la existencia del elemento 115 y el producto de su descomposición después de la emisión de la primera partícula alfa, el elemento 113. Para sintetizar los átomos del elemento 115, se bombardeó un disco giratorio de americio (el objetivo) con haces de calcio. Tras una reacción de fusión entre el objetivo y el haz de partículas, nació el elemento 115. Sin embargo su formación no bastaba para probar la existencia del elemento ya que sus átomos solo viven durante una mera centésima de segundo y son difíciles de detectar. El experimento radioquímico demostró ser un éxito mayor ya que produjo cinco veces el número de átomos requerido.

Prueba radioquímica

Como se esperaba, el elemento 115 decayó emitiendo partículas alpha hasta convertirse en el elemento 113 y después, en emisiones posteriores de cuatro partículas alpha, se transformó en dubnio , el elemento 105. Fue en este momento cuando el elegante enfoque experimental del PSI entró en juego. Detrás del disco giratorio de americio se colocó un disco de cobre que recogía todos los átomos emitidos por el elemento 115 desde el objetivo. El disco de cobre era procesado químicamente mediante técnicas de cromatografía líquida, y se observaron 15 átomos de dubnio (que tienen una vida media de 32 horas). El patrón de descomposición de estos átomos aportó las evidencias del experimento físico. Por ello, se probó el descubrimiento del elemento 115 y su progenie, el elemento 113. Todos los elementos que tienen un nº atómico inferior a 113 ya son conocidos.

“Suiza puede celebrar un acto científico de primera magnitud, aún cuando el experimento se haya realizado en el extranjero”, comentó Heinz Gäggeler, líder del grupo de investigación helvético y jefe del Departamento de Partículas y Materia en el PSI, además de profesor de química en la Universidad de Berna. Es la primera vez que Suiza ha estado en primera línea en la carrera por expandir la tabla periódica.
http://www.astroseti.org/noticia_1896_dos_nuevos_elementos_superpesados_descubiertos.htm
Se Extiende la Tabla Periódica

Los físicos nucleares han sospechado por largo tiempo la existencia de átomos mucho más pesados que cualquiera de los descubiertos hasta ahora, pero carecían de la tecnología necesaria para sintetizarlos. Ahora, un equipo conjunto ruso-americano ha encontrado dos nuevos elementos, los números 113 y 115 de la tabla periódica, apuntando a un cercano salto en la creación de nuevas formas de materia que servirán para examinar nuestro conocimiento acerca del comportamiento atómico.

Los elementos ultra-pesados tienden a desintegrarse casi tan pronto como son creados. Estos dos nuevos, sin embargo, parecen ser los primeros de una largamente buscada familia de átomos con una relativamente larga vida. “Estamos entrando en una región donde parecería que hubiera una estabilidad aumentada”, dice Joshua Patin de los Laboratorios Nacionales Lawrence Livermore en California, analista jefe de datos en el proyecto cooperativo. Para encontrar estos elementos, él y sus colegas en Livermore y en el Instituto Conjunto para Investigación Nuclear de Rusia hicieron colisionar iones (átomos cargados) con otros átomos blanco en un ciclotrón, una máquina que acelera los núcleos hasta altísimas velocidades por medio de un campo magnético.

Los investigadores bombardearon americio-243 radiactivo con calcio-48, disparando un billón de átomos de calcio por segundo hacia el blanco de americio, con la esperanza de que ocasionalmente los
átomos se unieran para formar algo nuevo. Luego de hacer funcionar el ciclotrón día y noche por un mes, Patin y compañía produjeron cuatro átomos de cada uno de los elementos, suficientes como para estudiar como se desintegran.

El elemento 115 vive por una cienmilésima de segundo antes de desintegrarse formando el elemento 113, el cual a su turno se desintegra luego de un poco más de un segundo. En el mundo de los elementos pesados estas aparentemente brevísimas vidas son una eternidad.

El descubrimiento confirma una teoría largamente sostenida en física nuclear de que hay una región de estabilidad aumentada en el margen de la tabla periódica. Y por cada uno de los nuevos elementos descubiertos, existen potencialmente numerosos isótopos (versiones diferentes del mismo elemento) no descubiertos, algunos de los cuales podrían ser muy estables.

Próximamente, el equipo trabajará para conseguir los elementos 117 y 118. “Se puede considerar a esta región de la tabla como un rompecabezas”, dice Patin. “Conseguimos algunas piezas del rompecabezas, pero hay muchísimos isótopos de elementos recientemente descubiertos que todavía no han sido vistos”.

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