Poklad z ostrova stability

Objevy nových supertěžkých prvků jsou čím dál vzácnější z jednoho prostého důvodu. Obrovské atomy odmítají držet pohromadě a rozpadnou se tak rychle, že je vědci ani nestačí zaznamenat.
Například posledně objevený prvek Ununseptium (latinsky jedna, jedna, sedm) s protonovým číslem 117 vznikl na méně než jednu mikrosekundu. Vědci v německém Darmstadtu ho detekovali  pouze z reziduí jeho radioaktivního rozpadu.

Teorie stavby atomových jader ovšem předpovídá existenci tzv. „Ostrova stability“ , který by mohly obývat prvky s vyváženým počtem neutronů a protonů v jednotlivých „slupkách“ jádra na různých energetických hladinách.  Na potenciálního obyvatele ostrova stability s protonovým číslem 120 se zaměřili i vědci ze Spojeného ústavu atomového výzkumu v ruské Dubně, kde má mimochodem česká věda zastoupení už od založení ústavu v r. 1956.

Jak pomoci náhodě

Supertěžké atomy se dají vytvořit pouze srážkami jader menších atomů prostřednictvím urychlovačů částic. Prvním problémem je tedy dostatečné urychlení objemných částic. Druhým problémem je namixovat kolidované prvky tak, aby jejich splynutím vznikl atom se správným počtem protonů a neutronů na těch správných energetických hladinách.

Tým vědců v Dubně v čele s T. Oganessianem  se rozhodl jít netradiční cestou a pokusili se o srážku nikoliv dvou, ale rovnou tří prvků.   Do terče z praseodymu 59 namířili proud standardně urychlených  atomů neodymu 60. Kompletní ruskou trojku doplnil proud atomů vodíku 1, pro který si postavili stolní urychlovač částic dle vzoru svých amerických kolegů z univerzity v Texasu.

Tato nezvyklá konstalace má tu nevýhodu, že se při ní značně snižuje pravděpdobnost srážky všech tří jader současně. T. S. Oganessianovi se to s jeho kolegy nyní podařilo.  

Těžko říci, koho napadlo si na rozbíhající se vlně slávy přihřát ústavní polívčičku a naklonit si přízeň mocných takovým aktem, jako bylo oslovení prezidenta Ruské federace Vladimíra Vladimiroviče Putina, zda by se nechtěl zúčastnit několika experimentů jako aktivní pozorovatel. Prezident, jako bývalý boxer, pozvání na „srážení“ přijal a to byl asi důvod, proč se na několik dní na začátku března stáhl z veřejného života. Za jeho přítomnosti v Dubně pak probíhaly pokusy a nový prvek s protonovým číslem 120 se podařilo potvrdit. S ním i platnost teorie  Ostrova stability, neboť Putinum 120, jak se nový prvek oficiálně nazývá, má deklarovaný poločas rozpadu 50 let.

To je na takto velký atom neuvěřitelně dlouho. Rusko tímto objevem získalo mimo jiné i vojensky, neboť všechny supertěžké prvky jsou radioaktivní a mají velmi malé kritické množství. I když zatím není v silách jedné laboratoře vyrobit tohoto prvku větší množství, na specializovaných fyzikálních fórech se již začíná diskutovat, zda k vytvoření atomové bomby bude stačit něco kolem 4 gramů Putina 120, nebo jich bude muset být šest!

Zdroje:
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.112.172501
https://en.wikipedia.org/wiki/Island_of_stability
https://www.jinr.ru/default.asp?language=rus
https://flerovlab.jinr.ru/flnr/people/oganessian.html
https://flerovlab.jinr.ru/flnr/dribs_I.html
https://flerovlab.jinr.ru/flnr/dimg/dribs_sch.jpg
https://www.utexas.edu/news/2013/06/20/particle-accelerator-that-can-fit-on-a-tabletop-opens-new-chapter-for-science-research/

Poznámka redakce: Pokud se vám obsah tohoto příspěvku nějak nezdál, měli jste pravdu. Jeho platnost vypršela dnem jeho zveřejnění.