Un scientifique du Lawrence Berkeley National Laboratory travaille sur un séparateur pendant l’expérience. Crédit photo : Lawrence Berkeley National Laboratory
Une équipe de scientifiques et de chercheurs du Lawrence Berkeley National Laboratory en Californie a récemment annoncé une réalisation révolutionnaire : la création de livermorium, ou élément 116, à l’aide d’un faisceau de particules de titane.
C’est la première fois que le livermorium est synthétisé par cette méthode, ce qui rapproche les chercheurs de l’insaisissable « île de stabilité », où les éléments superlourds sont censés avoir une durée de vie plus longue, ce qui les rend plus faciles à étudier. Plus important encore, c’est la première fois qu’un élément superlourd est créé par l’homme, de cette manière.
Reiner Kruecken, directeur des sciences nucléaires au Berkeley Lab, s’est montré optimiste quant à la découverte, soulignant le caractère coopératif de l’expérience. Il a mentionné que la production de l’élément 120, la prochaine cible, prendrait beaucoup plus de temps, mais semble désormais réalisable. Cette annonce a été faite lors de la conférence Nuclear Structure 2024, et le document de recherche sera bientôt disponible sur le référentiel de pré-impression arXiv et soumis à la revue Physical Review Letters.
Utilisation innovante d’un faisceau de titane pour créer l’élément 116
Dans leur expérience, les scientifiques ont utilisé un faisceau de titane 50, un isotope spécifique, pour générer du livermorium, ce qui en fait l’élément le plus lourd créé à ce jour au Berkeley Lab. Ce laboratoire a une riche histoire de découverte élémentaire, contribuant à l’identification de 16 éléments allant du technétium (43) au seaborgium (106).
Jacklyn Gates, qui a dirigé les travaux récents, s’est montrée confiante dans les résultats, affirmant que les chances que ces résultats soient une anomalie statistique étaient incroyablement minces. Le procédé consistait à chauffer le titane à près de 3 000 degrés Fahrenheit (1 649 degrés Celsius) jusqu’à ce qu’il se vaporise. L’équipe a ensuite bombardé le titane vaporisé avec des micro-ondes, le privant de 22 électrons et préparant les ions pour l’accélération dans le cyclotron de 88 pouces du Berkeley Lab.
Les ions de titane accélérés ont été dirigés vers une cible de plutonium, avec des milliers de milliards d’ions frappant la cible chaque seconde. Ce bombardement intense a finalement conduit à la création de deux atomes de livermorium sur une période de 22 jours. L’utilisation du titane à cette fin représente une nouvelle technique de synthèse d’éléments plus lourds, car les éléments précédents de cette gamme, de 114 à 118, ont été fabriqués à l’aide d’un faisceau de calcium 48.
Jennifer Pore, physicienne nucléaire du groupe des éléments lourds du laboratoire de Berkeley, a souligné l’importance de cette méthode. La création de l’élément 116 avec du titane valide cette nouvelle approche, ouvrant la voie à de futures expériences visant à produire des éléments encore plus lourds, comme l’élément 120.
La chasse à l’élément 120
La création réussie de l’élément 116 a ouvert la voie au prochain objectif ambitieux de l’équipe : synthétiser l’élément 120. Si cet objectif était atteint, l’élément 120 serait l’atome le plus lourd jamais créé et ferait partie de « l’île de stabilité », un groupe théorique d’éléments superlourds dont la durée de vie serait plus longue que celle de ceux découverts jusqu’à présent.
Le laboratoire prévoit de commencer à tenter de créer l’élément 120 en 2025. Le processus devrait prendre plusieurs années, compte tenu de la complexité et des défis inhérents à cette recherche de pointe. Les physiciens naviguent aux frontières du tableau périodique, s’efforçant de repousser les limites de la connaissance et de la compréhension humaines en explorant les limites de la stabilité atomique.
Cette réalisation importante démontre non seulement les capacités d’innovation des scientifiques du Berkeley Lab, mais ouvre également la voie à de futures découvertes dans le domaine des éléments superlourds, ouvrant potentiellement la voie à de nouvelles perspectives sur la nature fondamentale de la matière.
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2024-07-24 07:59:08
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