18 юни 2018
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Говорят медиците
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Има ли край на периодичната таблица?

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 12 юни 2018 в 00:0022160
Има ли край на периодичната таблица? Изображение на част от периодичната таблица на елементите с четири нови елемента в период 7. Кредит: Erin O'Donnell, National Superconducting Cyclotron Laboratory, and Andy Sproles, Oak Ridge National Laboratory

На 6 март 2019 г. ще се навършат 150 години от формулирането на Периодичната таблица на химическите елементи. По този случай професор от Мичиганския държавен университет изследва границите на масата на атома в статия, публикувана неотдавна в Nature Physics.

Догодина ще отбележим 150-годишнината от формулирането на Периодичната таблица, създадена от Дмитрий Менделеев. Съответно, ООН обявява 2019 година за Международна година на Периодичната таблица на химичните елементи (Year of the Periodic Table of Chemical Elements - IYPT 2019). И на 150-годишна възраст таблицата и масатата на елементите в нея все още расте. През 2016 г. към нея се добавиха четири нови елемента: nihonium (нихоний), moscovium (московий), tennessine (тенесин) и oganesson (оганесий). Атомните им числа - броят на протоните в ядрото, определящи техните химични свойства и мястото им в периодичната таблица - са съответно 113, 115, 117 и 118.

Измина десетилетие усилия в световен мащаб за потвърждаване на последните четири елемента.

И сега учените се чудят - докъде може да стигнaт?

Някои от отговорите могат да бъдат намерени в една неотдавнашна статия, публикувана неотдавна в Nature Physics от Витек Назаревич (Witek Nazarewicz), професор по физика в Мичиганския държавен университет (MSU) и главен учен на Facility for Rare Isotopes Beams - FRIB (Инсталация за снопове редки изотопи), разказва phys.org.

Всички елементи с повече от 104 протона се определят като "свръхтежки" и са част от огромна, напълно непозната територия, която учените се опитват да проучат. Предполага се, че атоми с до 172 протона физически могат да образуват ядро, свързано компактно със силното взаимодействие. Тази сила предотвратява неговото разпадане, но само за няколко части от секундата.

Тези лабораторни ядра са много нестабилни и спонтанно се разпадат скоро след формирането им. За тези, които са по-тежки от оганесий, това може да бъде толкова кратко, че да нямат достатъчно време, за да привлекат и уловят електрони, за да образуват атом. Те ще прекарат целия си живот като струпване на протони и неутрони.

Това е изпитание за начина, по който днес учените определят и разбират "атомите". Те вече не могат да бъдат описвани като централно ядро ​​с електрони, които обикалят около него подобно на планетите, около Слънцето.

И дали тези ядра могат изобщо да се образуват е все още загадка.

Учените бавно, но сигурно пълзят в тази област, синтезирайки елемент след елемент, без да знаят къде е краят. Търсенето на елемент 119 продължава в няколко лаборатории, главно в Обединения институт за ядрени изследвания в Дубна, Русия, в GSI в Германия и в RIKEN в Япония.

"Ядрената теория не разполага с възможността надеждно да предвиди оптималните условия, необходими за синтезирането, така че трябва да се правят предположения и да се извършват експерименти с термоядрен синтез, докато не се открие нещо. По този начин ще трябва да действате години", коментира Назаревич.

Въпреки че новата „Инсталация за снопове редки изотопи” (FRIB) в MSU няма да произвежда тези свръхтежки системи, поне в рамките на текущата си конструкция, тя може да хвърли светлина върху реакциите, които могат да бъдат използвани, отмествайки границите на настоящите експериментални методи. Ако елементът 119 бъде потвърден, той ще добави осми период към периодичната таблица. 

Назаревиц заяви, че откритието може да не е твърде далеч: "Скоро, може да би сега или след две до три години. Не знаем. Експериментите продължават”.

Остава още един вълнуващ въпрос. Могат ли да се произвеждат свръхтежки ядра в космоса? Смята се, че те могат да бъдат се синтезират при сливанията на неутронни звезди - звезден сблъсък, толкова мощен, че буквално разтърсва самата тъкан на Вселената. В звездна среда като тази, където има изобилие от неутрони, ядрото може да се свързва с все повече и повече неутрони, за да образува по-тежък изотоп. То ще има същия брой протони (номер) и затова е същият елемент, но по-тежък.

Предизвикателството тук е, че тежките ядра са толкова нестабилни, че се разпадат дълго преди да добавят повече неутрони и да образуват  свръхтежките ядра. Това затруднява образуването им в звездите. Надеждата е, че чрез усъвършенствани симулации учените ще могат да "видят" тези неуловими ядра чрез наблюдаваните модели на синтезираните елементи.

С напредъка на експерименталните възможности, учените ще преследват тези по-тежки елементи, за да ги добавят към преработената таблица. Междувременно кой знае какви невероятни приложения ще имат тези екзотични системи.

"Не знаем как изглеждат, а това е предизвикателство", заяви Назаревич. "Но това, което сме научили досега, би могло да означава края на периодичната таблица, такава, каквато я познаваме".

FRIB е в процес на изграждане на територията на колежа и се управлява от MSU. Това ново съоръжение ще даде възможност на учените да направят открития за свойствата на редките изотопи, за да се разбере по-добре физиката на ядра, ядрената астрофизика, фундаменталните взаимодействия, както и приложения за обществото, включително в областта на медицината, вътрешната сигурност и индустрията.


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.