Synthese neuer überschwerer Elemente, um die achte Periode des Periodensystems zu öffnen

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Messungen von Kollisionen zwischen kleinen und großen Atomkernen durch RIKEN-Physiker werden die Suche nach neuen Elementen unterstützen und könnten zu einer neuen Chemie mit superschweren Elementen führen.Zwei verlockende Ziele liegen für experimentelle Kernphysiker fast zum Greifen nahe.

Eine besteht darin, in die achte Zeile des Periodensystems einzutreten.

Bislang haben Wissenschaftler alle Elemente in den ersten sieben Reihen hergestellt – von Wasserstoff (ein Proton) bis Oganesson (118 Protonen).

Die Synthese schwererer Elemente wird also Neuland erschließen.Das andere Ziel ist es, die “Insel der Stabilität” im Meer der überschweren Kerne zu lokalisieren.

Superschwere Elemente werden im Allgemeinen umso instabiler, je mehr Protonen sie enthalten.

So hat beispielsweise das stabilste Isotop des Nihoniums (113 Protonen) eine Halbwertszeit von fast acht Sekunden, während die des Oganesson nur 0,7 Millisekunden beträgt.

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Aber Theoretiker glauben, dass sich dieser Trend für Kerne, die gerade jenseits von Oganesson liegen, ändern wird.

Sie vermuten, dass ein besonders stabiler Kern existiert, der “doppelt magisch” ist und magische Zahlen sowohl für Protonen als auch für Neutronen hat.

Langlebige superschwere Elemente werden eine neue Art von Chemie eröffnen, die langwierigere Reaktionen beinhaltet.Um diese Ziele zu erreichen, müssen die Experimentatoren herausfinden, wie sie ihre Chancen maximieren können, superschwere Kerne zu erzeugen, da es schätzungsweise mehr als drei Monate dauert, ein einzelnes Atom zu synthetisieren.

Dazu müssen sie die abstoßende Kraft kennen, die zwei Kerne erfahren, wenn sie sich aufgrund der Anziehungskraft des Kernpotenzials einander nähern.Nun haben Taiki Tanaka vom RIKEN Nishina Center for Accelerator-Based Science und Mitarbeiter diese Abstoßung gemessen, indem sie kleine Kerne (Neon, Magnesium und Kalzium) auf große Kerne (Curium und Uran) geschossen und gemessen haben, wie sie sich zerstreuen.

Sie entdeckten, dass die abstoßende Barriere vor allem durch die Verformung des größeren Kerns, der die Form eines Rugbyballs hat, beeinflusst wird.

Vergleich mit den Anregungsfunktionen zur Erzeugung….

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