Физици надникнаха в сърцето на най-тежките елементи от Менделеевата таблица

В ново изследване учени от няколко от най-големите изследователски центрове в света изследват границите на Периодичната система, наричана още Менделеева таблица. Таблицата е графичен израз на периодичния закон, открит и публикуван от руския химик Дмитрий Менделеев през 1869 година. Въз основа на периодичния закон Менделеев успешно предсказва свойствата на неизвестни дотогава химични елементи.

В центъра на вниманието на учените са два изкуствено синтезирани химични елемента – фермий (с атомен номер 100) и нобелий (с атомен номер 102).

Екипът, ръководен от професор Брадли Чил от Ливърпулския университет използва уникална техника за лазерна спектроскопия, за да измери радиуса на ядрата на различните изотопи на тези вещества. Трудността се състои в това, че те не се срещат в природата и могат да бъдат произведени само по изкуствен път в специални ускорители или ядрени реактори. Освен това синтезът на свръхтежки елементи изисква огромни усилия и ресурси. Например, нобелият е синтезиран за първи път през 1957 година в Нобеловия институт по физика в Стокхолм. Оттогава той се произвежда само в микроскопични количества за научни цели.

По време на експериментите учените използват сложна система от лазерно оборудване, за да изследват атомите на нобелия и да измерят тяхната ултратънка структура. Ключовият изотоп е получен от разпадането на атомите на нобелия. Изследователите разработиха специална техника: атомите бяха уловени от сноп продукти на ядрена реакция, импулсно нагряти върху улавяща нишка и след това подложени на резонансна йонизация.

Важно откритие, благодарение на експериментите на учените е плавната тенденция в поведението на елементите при определен брой неутрони. По-леките елементи в тази област показват характерни скокове при пресичане на затворените обвивки. Липсата на такива ефекти при свръхтежките елементи предполага, че влиянието на ядрените обвивки при тях е значително отслабено.

Резултатите от изследването помагат да се разбере докъде може да се разшири периодичната система на елементите.

Учените са получили нови данни за поведението на материята на границата на известните стойности на броя на протоните и неутроните в ядрото. Тази информация е от основно значение за развитието на ядрената физика и материалознанието. Тази работа обаче е само продължение на поредица от експерименти. През 2016 година същата група за пръв път приложи метода на лазерната спектроскопия към атоми на нобелий, полагайки основите на настоящото откритие. През годините техниката беше значително подобрена, за да се получат по-точни и подробни данни.