Un equipo internacional de investigadores, liderados por el centro alemán GSI Helmholtz para la Investigación de Iones Pesados, han puesto la rueda a girar y ahora sólo están a la espera de la confirmación de sus resultados: la creación de átomos del elemento 117, los más pesados que jamás se hayan observado. El científico Yuri Oganessian, del Insituto Joint para la Investigación Nuclear en Dubna, Rusia, ya había reportado y nombrado en 2010 a este mismo elemento: el Ununseptio o, para los amigos, Uus.
Desde 1940, cuando la curiosidad de la ciencia condujo a distintos científicos a bombardear uranio con el objetivo de producir el elemento neptunio-239, la creación y la búsqueda de nuevos elementos pesados no ha parado. Como si se tratase de viajeros en búsqueda de una tierra mítica, legendaria y bien documentada, estos exploradores con brújulas, matemáticas y batas en lugar de botas están en la búsqueda de una zona teórica en la tabla de los elementos llamada “isla de estabilidad”, propuesta por Glenn T. Seaborg en los sesentas. La isla de estabilidad sugiere que algunos elementos súper pesados (con un número atómico igual o mayor a 104) con un promedio de vida de sólo algunos minutos podrían incrementarlo por unos cuantos años.
Para ponerlo en contexto: la estabilidad de un núcleo es una cuestión de protones y neutrones, donde todos los elementos anteriores al plomo (82) son estables, y los que le siguen son inestables. Sin embargo, existe una primera región de estabilidad relativa entre los isótopos del torio (90) y el uranio (92) que les brinda un tiempo de vida comparable con la edad del universo. Los elementos más allá del uranio sólo han sido producidos en los laboratorios, y se espera que sean más inestables conforme aumenten su masa, pues se sobrepasa la fuerza que mantiene unido al núcleo.
Pero según la teoría de la isla de estabilidad, algunos isótopos de elementos súper pesados –que van del 114 al 120– se acomodarían en esta zona, abriendo nuevos horizontes en la física nuclear, la tecnología actual y su aplicación en química y medicina.
Regresando a la noticia del momento. La investigación y el descubrimiento no fue fácil e incluyó a un equipo multidisciplinario de 72 químicos y físicos de 16 instituciones alrededor del mundo –incluidos Australia, Finlandia, Alemania, India, Japón, Noruega, Polonia, Suecia, Suiza, Reino Unido y Estados Unidos–, todos ellos bajo el estandarte del Profesor Cristoph Düllmann, del centro GSI, en la Universidad de Johannes Gutenberg y el Instituto Helmholtz.
La ejemplar colaboración internacional fue tan amplia porque para el estudio se requirió alta tecnología, sólo disponible en lugares dispersos, permitiendo así la detección y aceleración en el GSI en Alemania y la producción y separación de isótopos de actínidos en el Laboratorio Nacional de Ridge Oak (ORNL), Estados Unidos. El material objetivo, berkelio, fue producido durante un largo periodo de 18 meses en un proceso de intensa irradiación de neutrones en el Reactor de Isótopos de Flujo Alto, seguido de la separación y purificación química en el Centro de Desarrollo de Ingeniería Radioquímica, ambos en el ORNL. Una vez purificados 13 miligramos del isótopo Bk-249, esencial para la creación del elemento 117, pero con un periodo de vida de sólo 330 días, fueron enviado a la Universidad de Mainz. Ahí convirtieron al isótopo en un objetivo capaz de soportar rayos de iones de calcio de alto poder, provenientes del acelerador del GSI, y luego separaron al elemento 117 de otros elementos con la ayuda del Aparato Separador de Transactínidos y Químicos. Finalmente, el elemento se detectó mediante su decaimiento radioactivo.
Durante el decaimiento se logró identificar un nuevo isótopo de dubnio (105) y otro de lawrencio, cuyos tiempos de vida fueron de 1 y 11 horas, respectivamente, lo que los hace los isótopos súper pesados más longevos jamás observados. Al respecto, Cristoph Düllman comentó: “Esto es de una gran importancia debido a que se predice la existencia de isótopos con un mayor tiempo de vida en una región de estabilidad nuclear mayor”.
El elemento 117 aún no tiene nombre. Un comité de miembros de la Unión Internacional de Física y Química Pura Aplicada revisará el descubrimiento, junto con los de Yuri Oganessian, y después de eso decidirán si se requieren más experimentos o si las papelerías, aulas de primaria y secundaria y los científicos tendrán que agregarlo a su tabla de los elementos.
Bibliografía:
Artículo original | Nota Fuente en Physics | Nota Fuente II en Physics | Artículo en Physics | Nota Original en el Blog de Historias Cienciacionales