le tableau périodique contient plus d’une centaine d’éléments chimiques, les éléments de base de tout ce qui nous entoure — vivant et non-vivant.
Le numéro atomique d’un élément est déterminée par le nombre de protons sont situés dans le noyau d’un atome de cet élément.
Certains des éléments sont bien connus, tels que l’hydrogène (1), de l’oxygène (8) et de carbone (6), tandis que le sont moins; seaborgium (106), flerovium (114) et darmstadtium (110)., Plus des trois quarts des éléments du tableau périodique existent naturellement sur terre ou ailleurs dans l’univers.
le dernier élément naturel découvert était le francium (87) en 1939. Depuis cette découverte, le plutonium (94), le neptunium (93) et l’astatine (85), qui ont été initialement créés dans le laboratoire en 1940, ont depuis été trouvés dans la nature.
Les seuls éléments qui restent à découvrir entrent dans la catégorie des super-lourds — des éléments qui contiennent plus de 104 protons — explique le Dr Elizabeth Williams, physicienne nucléaire à L’Université nationale australienne.,
Mais il est peu probable que nous découvrions de nouveaux éléments super-lourds naturels sur Terre, dit Williams.
elle dit que deux choses sont nécessaires pour que de nouveaux éléments super-lourds naturels soient découverts.
« Premièrement, il faudrait qu’il y ait un processus naturel qui produirait ces éléments, et deuxièmement, les éléments devraient vivre assez longtemps (et en quantité suffisante) pour que nous puissions détecter leur existence.,
cependant, dit-elle, synthétiser des éléments super lourds en laboratoire peut aider les scientifiques à mieux comprendre les propriétés de ces éléments et comment ils sont créés, ce qui les aide ensuite à comprendre si et comment d’autres éléments naturels peuvent être trouvés.
« d’après ce que nous savons sur la façon de créer des éléments lourds dans un laboratoire, ce processus naturel devrait être assez extrême, et aussi assez commun, pour nous permettre de détecter un élément nouveau dans notre environnement., »
« Mais il est tout à fait possible que certains des éléments que nous avons synthétisés ici sur Terre, peut également être créé dans l’Univers, dans des environnements plus extrêmes que ceux que nous trouvons ici sur Terre », dit Williams.
^ haut de page
Création d’éléments lourds
Depuis 1939, tous nouvellement découvert des éléments chimiques ont été synthétisés en laboratoire. La plupart d’entre eux ont été réalisés à l’aide d’un accélérateur de particules.
au cours de la dernière année seulement, les chercheurs ont créé des atomes de deux nouveaux éléments: 117-connu sous le nom d’ununseptium pour l’instant-et 115-ununpentium.,
« la façon dont nous créons généralement ces éléments est que nous avons un atome plus léger, disons le calcium, et nous accélérons cela et le brisons dans une feuille composée d’atomes plus lourds », explique Williams.
« Si l’atome accéléré va assez vite, il est possible que son noyau — le noyau compact de protons et de neutrons en son centre — puisse entrer en contact avec le noyau d’un des atomes les plus lourds. Si cela se produit, il ya une chance qu’ils fusionnent pour former un élément plus lourd. »
Tandis qu’une feuille de papier d’aluminium peut paraître solide à l’œil humain, c’est très différent à l’échelle atomique., Le noyau prend qu’une infime fraction de l’espace un atome occupe. Pour créer un nouvel élément, les noyaux de chaque atome doivent entrer en collision et fusionner.
« Si vous pensez qu’un atome a la taille du terrain de Cricket de Melbourne (environ 170 mètres de diamètre), le noyau est un petit raisin au centre de cela », dit-elle.
Mais ce n’est pas tout.
Si les deux noyaux se dirigent vers une collision, ils doivent surmonter une forte force répulsive qui s’oppose à leur fusion en un nouvel élément. Ceci est connu comme la force électrostatique, ou Coulomb,., Ce n’est que si les noyaux frappent avec suffisamment d’énergie qu’ils surmonteront cette force et fusionneront ensemble.
^ vers le haut
îlot de stabilité
Williams et ses collègues étudient actuellement de nouvelles façons de créer de nouveaux éléments lourds.
« l’une des choses que nous savons est que même de très petits changements dans la façon dont nous essayons de produire ces éléments ont une influence dramatique sur la probabilité qu’un nouvel élément soit créé », explique Williams.,
« par exemple, à quelle vitesse nous accélérons la particule du faisceau, ce que nous choisissons en termes d’atomes légers et lourds que nous entrons en collision, cela peut tous avoir un effet sur la probabilité de créer un nouvel élément super lourd. »
Actuellement, certains des éléments synthétiques les plus lourds peuvent durer plusieurs millisecondes, puis se désintégrer en éléments plus petits, dégageant des particules alpha, des photons et d’autres produits de désintégration.
Mais les scientifiques nucléaires explorent également la possibilité qu’il existe un groupe d’éléments lourds qui vivent beaucoup plus longtemps que ceux qui sont créés aujourd’hui., Ils appellent ce groupe « l’Île de la stabilité ».
« Les noyaux de l’Île de stabilité sont proches de ce que les physiciens nucléaires appellent des » nombres magiques « de protons et de neutrons », explique Williams.
« Les noyaux avec ces nombres spéciaux de protons ou de neutrons sont plus étroitement liés les uns aux autres que les noyaux environnants. Cela signifie qu’ils ont tendance à vivre plus longtemps que leurs voisins immédiats. »
Il est prévu que ces éléments lourds relativement stables pourraient durer plusieurs minutes, peut-être même plus longtemps.,
C’est à Williams et à ses collègues de déterminer quelle combinaison de protons et de neutrons les mène à l’Île.
« Nous avons prédit qu’il y aura une région de stabilité relative autour de 114 ou 120 . Certains disent qu’il y a un nombre de neutrons relativement stable autour de 184 », explique Williams.
« Si nous pouvons nous rapprocher de ces chiffres, nous devrions être en mesure de faire assez bien, mais il est difficile de prédire la science. »
Le Dr Elizabeth Williams a été interviewé par Darren Osborne. Elle est chercheuse au Département de Physique Nucléaire de L’Université nationale australienne., Son objectif est d’explorer comment créer de nouveaux éléments super-lourds.
