Le centre de l’îlot de stabilité n’est pas situé à l’élément 114 – Les éléments plus lourds passeront à l’honneur – Technoguide

Une équipe de recherche internationale a réussi à acquérir de nouvelles connaissances sur l’élément superlourd flerovium produit artificiellement, l’élément 114, dans les installations d’accélérateur du GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung à Darmstadt, en Allemagne. Sous la direction de l’Université de Lund en Suède et avec une participation significative de l’Université Johannes Gutenberg de Mayence (JGU) ainsi que de l’Institut Helmholtz de Mayence (HIM) en Allemagne et d’autres partenaires, le flerovium a été produit et étudié pour déterminer s’il possède une coque de protons fermée. . Les résultats suggèrent que, contrairement aux attentes, le flerovium n’est pas un soi-disant «noyau magique». Les résultats ont été publiés dans la revue Physical Review Letters.

À la fin des années 1960, Sven-Gösta Nilsson, alors professeur de physique à l’Université de Lund, et d’autres ont formulé une théorie sur l’existence possible d’éléments super-lourds encore inconnus. Entre-temps, de tels éléments ont été créés et de nombreuses prédictions ont été confirmées. La découverte des six nouveaux éléments 107 à 112 a été réalisée au GSI de Darmstadt, et d’autres jusqu’à l’élément 118 sont maintenant également connus. Des demi-vies fortement augmentées pour les éléments super-lourds en raison d’une combinaison «magique» de protons et de neutrons ont également été prévues. Cela se produit lorsque les coquilles du noyau, contenant chacune un certain nombre de protons et de neutrons, sont complètement remplies. “Flerovium, élément 114, devait également avoir une telle structure de coque de protons” magique “. Si cela était vrai, le flerovium se trouverait au centre de la soi-disant” île de stabilité “, une zone de la carte de des nucléides où les éléments super-lourds devraient avoir des durées de vie particulièrement longues en raison des fermetures d’obus », explique le professeur Dirk Rudolph de l’Université de Lund, porte-parole de l’expérience internationale.

Les théories de Nilsson ont inspiré la collaboration internationale menée par le groupe Lund pour déterminer si les noyaux de flérovium présentent effectivement les propriétés magiques prédites. Leurs expériences, réalisées à l’accélérateur UNILAC du GSI de Darmstadt dans le cadre du programme expérimental FAIR Phase 0, ont duré 18 jours. Chaque seconde, quatre billions de calcium-48 noyaux avec 20 protons ont été accélérés à dix pour cent de la vitesse de la lumière. Ils ont irradié une fine feuille contenant du plutonium-244 rare avec 94 protons pour produire des noyaux atomiques de flerovium, qui a 114 protons, par fusion nucléaire. Cette soi-disant cible a été produite au département de chimie du JGU, en utilisant du plutonium fourni, entre autres, par le Lawrence Livermore National Laboratory, USA. Des aimants puissants du séparateur de recul GSI TASCA ont séparé les noyaux de flerovium du faisceau d’ions calcium intense; par la suite, ils ont été enregistrés dans une configuration de détecteur spécialement développée à Lund pour cette expérience.

Le détecteur a mesuré la désintégration radioactive de 30 noyaux de flerovium – c’est-à-dire l’émission de fragments nucléaires de flerovium – avec une efficacité et une précision élevées. En analysant précisément ces fragments et leurs temps d’émission, l’équipe a pu déterminer des canaux de désintégration inhabituels des noyaux de flérovium qui ne pouvaient pas être conciliés avec ses propriétés «magiques» initialement prévues. “Notre étude montre que l’élément 114 n’est pas plus stable que les autres dans son voisinage. Il s’agit d’une pièce très importante du puzzle dans la recherche continue du centre de l’île de stabilité convoitée”, a déclaré le professeur Christoph Düllmann, professeur de chimie nucléaire. à JGU et chef des groupes de recherche au GSI et à HIM.

Les nouveaux résultats bénéficieront grandement à la science. Au lieu de continuer à rechercher le centre de l’îlot de stabilité dans la région de l’élément 114, les plus lourds comme l’élément 120 encore inconnu passeront désormais sous les projecteurs.

Source de l’histoire:

Matériel fourni par GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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