Un gruppo di ricercatori cinesi propone un metodo innovativo per sintetizzare nuclei atomici superpesanti, promettendo di accelerare la ricerca ai confini estremi della tavola periodica. Questa nuova strategia potrebbe non solo ridurre significativamente i costi, ma anche migliorare l'efficienza nella creazione di questi elementi effimeri e instabili, che in natura non esistono o decadono in una frazione di secondo.
Al centro di questa potenziale svolta scientifica, pubblicata sulla rivista Nuclear Science and Techniques, c'è il lavoro del team guidato dal professor Hong-Fei Zhang dell'Università Xi'an Jiaotong. L'idea è quella di sostituire un proiettile raro e costoso con uno molto più comune ed economico. Da decenni, lo standard per produrre elementi superpesanti, ovvero quelli con un numero atomico superiore a 104, si basa sull'utilizzo di fasci di un particolare isotopo del calcio, il calcio-48 ($^{48}$Ca). Questo isotopo, pur essendo efficace grazie al suo elevato numero di neutroni che favorisce la stabilità dei nuovi nuclei formati, è estremamente raro e il suo impiego comporta costi esorbitanti che limitano di fatto il numero di esperimenti possibili.
La proposta del team di Zhang è di passare all'argon-40 ($^{40}$Ar), un gas nobile molto più abbondante e quindi notevolmente più economico. La sfida, superata attraverso avanzati modelli teorici, era dimostrare che questo "proiettile" più leggero potesse essere altrettanto, se non più, efficace.
Il processo, noto come fusione-evaporazione, consiste nel bombardare un bersaglio di nuclei pesanti con un fascio di ioni più leggeri in un acceleratore di particelle. Dalla fusione nasce un nuovo nucleo composto, che deve poi liberarsi dell'energia in eccesso "evaporando" alcune particelle.
I calcoli dei ricercatori cinesi indicano che l'uso di un fascio di argon-40, bombardato su un bersaglio del radioattivo berkelio ($^{249}Bk),potrebbeprodurreconsuccessounisotopodelmoscovio(^{286}$Mc). Questo specifico isotopo è un tassello fondamentale nella catena di decadimento alfa prevista per l'elemento 119, un "fantasma" della tavola periodica non ancora scoperto. Sorprendentemente, le analisi suggeriscono che la reazione con l'argon-40 non solo è fattibile, ma presenta anche dinamiche favorevoli e una probabilità di fusione superiore in alcuni scenari rispetto al tradizionale calcio-48. Questo è dovuto in parte alla maggiore asimmetria di massa tra il proiettile di argon e i nuclei del bersaglio.
Questa nuova metodologia apre scenari entusiasmanti per la fisica nucleare. Rendendo la sintesi di nuovi elementi più accessibile economicamente, si moltiplicano le opportunità per scienziati di tutto il mondo di esplorare la cosiddetta "isola di stabilità", una regione teorizzata della tavola periodica dove gli elementi superpesanti potrebbero avere vite medie molto più lunghe. Lo studio di questi atomi esotici è importante non solo per completare il quadro della materia, ma anche per comprendere i meccanismi fondamentali che governano il comportamento dei nuclei atomici in condizioni estreme e i processi di formazione di nuovi atomi nell'universo.
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