Scoperto in Giappone il 113° elemento della tavola periodica

Dopo nove anni di esperimenti un gruppo di ricerca giapponese è riuscito a produrre inequivocabilmente il centotredicesimo componente della tavola periodica degli elementi, la cui creazione era stata rivendicata da un gruppo russo-americano già nel 2004. In quel caso, tuttavia, la scarsa conoscenza dei processi di decadimento coinvolti non aveva potuto dare certezze. Per la precisione la creazione dell’elemento 113 è stata confermata da un gruppo di ricercatori del RIKEN Nishina Center, il principale acceleratore di particelle giapponese, che ne danno notizia sul “Journal of Physical Society of Japan”.

A seguire i dettagli.

La produzione di elementi superpesanti si inquadra nello studio delle condizioni di stabilità degli atomi e dei processi di decadimento utili per una migliore comprensione sia delle interazioni forti che assicurano la coesione dei nuclei atomici, sia delle relazioni fra chimica e fisica quantistica.

Frutto di un lavoro protrattosi per nove anni, questo risultato – che sancisce l’ingresso ufficiale dello sfuggente elemento nella tavola periodica degli elementi – potrebbe dare alla squadra giapponese il diritto di attribuirgli il nome. 

Il condizionale però è d’obbligo perché sono ancora al vaglio precedenti rivendicazioni di creazione dell’elemento 113, finora indicato con il nome provvisorio di ununtrium. La ricerca degli elementi superpesanti che non sono presenti in natura è infatti un processo molto complesso sia perché devono essere prodotti attraverso esperimenti condotti con reattori nucleari o acceleratori di particelle, sia perché – essendo dotati di una emivita molto breve – decadono nell’arco di frazioni di secondo e la loro identificazione può essere fatta solo osservando questi processi di decadimento. Alcuni di questi processi, per di più sono ben poco conosciuti o, a volte, previsti solo per via teorica.

Proprio questa difficoltà ha lasciato finora nel limbo l’elemento 113, la cui prima osservazione era stata rivendicata già nel 2004 dai gruppi di ricerca del Joint Institute for Nuclear Research a Dubna, in Russia, e del Lawrence Livermore National Laboratory, in California, seguita a pochi mesi di distanza da un’analoga rivendicazione dello stesso gruppo giapponese che ha pubblicato quest’ultima ricerca. Nell’esperimento russo e americano, atomi di americio (l’elemento 95) erano stati bombardati con atomi di calcio in modo da ottenere in prima istanza l’elemento 115 che nel processo di decadimento che lo avrebbe portato a trasformarsi in dubnio (l’elemento 105 scoperto nel 1968 sempre nei laboratori di Dubna e dotato di un’emivita relativamente lunga, di circa 40 secondi) dovrebbe aver creato come prodotto intermedio l’elemento 113. Tuttavia gli isotopi presenti nella catena di decadimento erano nuovi e fino ad allora mai stati studiato prima.

La successione di decadimenti che testimonia la creazione dell'elemento 113. (Cortesia RIKEN)
La successione di decadimenti che testimonia la creazione dell'elemento 113. (Cortesia RIKEN)

Nell'esperimento ora descritto da Kosuke Morita e collaboratori, sono stati fatti collidere ioni zinco accelerati fino al 10 per cento della velocità della luce su un bersaglio di bismuto che ha creato uno ione molto pesante, poi decaduto in mendelevio (l’elemento 101, che ha emivita di 10 minuti circa) attraverso sei decadimenti alfa consecutivi. Dato che questo tipo di decadimento e gli isotopi intermedi sono noti, si può considerare assodata la creazione dell’elemento 113. 

Resta ora da aspettare il verdetto del comitato dell’International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) e dell’International Union of Pure and Applied Physics (IUPAP) che si deve pronunciare sull’attribuzione della palma di primi creatori dell’elemento 113, magari in favore dei ricercatori russi, proprio alla luce delle nuove conoscenze acquisite in quest’ultimo esperimento giapponese. 

Se la vittoria spettasse ai nipponici, questi - che già si dicono pronti ad affrontare la sfida, della creazione degli elementi 119 e oltre – hanno ventilato che potrebbero atttribuie all’elemento in nome di “giapponio”.

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