En el borde de la tabla periódica: los físicos exploran las profundidades de los elementos más pesados

En un nuevo estudio , científicos de varios de los principales centros de investigación del mundo están sondeando los límites de la tabla periódica de los elementos. Su atención se centra en dos elementos sintetizados artificialmente: el fermio (elemento 100) y el nobelio (elemento 102). Un equipo dirigido por el profesor Bradley Cheal de la Universidad de Liverpool utilizó una técnica única de espectroscopía láser para medir el radio de los núcleos de varios isótopos de estas sustancias.

El desafío radica en que estos elementos no se encuentran en la naturaleza y solo pueden obtenerse de forma artificial en aceleradores especializados o reactores nucleares. Además, la síntesis de elementos superpesados requiere enormes esfuerzos y recursos. Por ejemplo, el nobelio fue sintetizado por primera vez en 1957 en el Instituto Nobel de Física en Estocolmo. Desde entonces, solo se ha logrado producir en cantidades microscópicas, y únicamente con fines científicos.

En los experimentos, los científicos emplearon un complejo sistema de equipos láser para estudiar átomos de nobelio y medir su estructura hiperfina. El isótopo clave se obtuvo como resultado de la desintegración de átomos de lawrencio. Los investigadores desarrollaron un método especial: los átomos se capturaban del haz de productos de la reacción nuclear, se calentaban de forma pulsada en un filamento captador y luego se sometían a ionización resonante.

Otro descubrimiento significativo fue la tendencia gradual en el comportamiento de los elementos al alcanzar un número específico de neutrones. En los elementos más ligeros de esta región se observan saltos característicos al cruzar capas nucleares cerradas. La ausencia de tales efectos en los elementos superpesados sugiere que la influencia de las capas nucleares está significativamente atenuada en su caso.

Los resultados de la investigación ayudan a entender hasta qué punto puede extenderse la tabla periódica de los elementos. Los científicos han obtenido nuevos datos sobre el comportamiento de la materia en el límite de los valores conocidos de protones y neutrones en el núcleo. Esta información es de importancia fundamental para el desarrollo de la física nuclear y la ciencia de materiales.

Sin embargo, este trabajo es solo la continuación de una serie de experimentos. En 2016, el mismo equipo aplicó por primera vez el método de espectroscopía láser a átomos de nobelio, sentando las bases para el descubrimiento actual. En los años transcurridos, la técnica ha sido significativamente mejorada para obtener datos más precisos y detallados.