Hoy por hoy el elemento más pesado (el de mayor número atómico) conocido es el oganesón, el elemento antes conocido como ununoctio por ser su número atómico el 118. Un par de “puestos” por debajo de este elemento tenemos al teneso (117); y al livermorio, el elemento 116 (un elemento que será importante en esta historia).
¿Y por encima? ¿Podemos batir ese récord?
El elemento 120. Por encima, pronto podríamos ser capaces de sintetizar un elemento aún más pesado que el oganesón: el ununbilio, el elemento 120, es decir, un átomo con 120 protones en su núcleo. Todo gracias a un nuevo método diseñado para sintetizar otro elemento más ligero, el livermorio.
Del 22 al 118, y más allá. El nuevo proceso para crear este livermorio consiste en acelerar núcleos atómicos de titanio-50 (un raro isótopo del titanio en el que los 22 protones del núcleo están acompañados por 28 neutrones) para estrellarlo contra plutonio-224 (94 protones y 150 neutrones).
Al fusionarse estos dos isótopos el resultado sería un núcleo atómico con 116 protones y 178 neutrones. Este nuevo átomo pierde cuatro neutrones para convertirse en una versión más estable, el livermorio-290.
Ciclotrón de 88 pulgadas. Realizar este proceso requirió 22 días de operaciones del ciclotrón de 88 pulgadas del laboratorio Berkeley. El ciclotrón es un de acelerador de partículas idead a principios del siglo XX, capaz de acelerar iones pesados como los empleados en la operación.
El equipo presentó recientemente esta técnica en la conferencia Nuclear Structure 2024, y asimismo envió un artículo a la revista Physical Review Letters para su publicación en esta. Mientras tanto, el borrador con los detalles del proceso puede consultarse en el repositorio ArXiv.
Más de medio año. El éxito en la sintetización del livermorio sin embargo queda en segundo lugar al lado del potencial de la nueva técnica para ir más allá del elemento 116. Concretamente, hasta el 120, aunque el equipo admite que los 22 días de operaciones empleados para generar el livermorio no bastarán para esta futura operación.
“Creemos que se tardará 10 veces más en hacer el 120 qye el 116. No es fácil, pero parece posible ahora”, explicaba en una nota de prensa Reiner Kruecken, director científico del laboratorio. Sin embargo el equipo es optimista respecto a la posibilidad.
“Esta reacción nunca había sido demostrada antes, y era esencial probar que era posible antes de embarcarnos en el intento de crear el 120,” explicaba en la misma nota Jacklyn Gates, quien encabeza el proyecto. “La creación de un nuevo elemento es una hazaña extremadametnte rara. Es emocionante ser parte del proceso y tener un camino prometedor delante.”
La “isla de la estabilidad”. Parte del optimismo radica en la posibilidad real de encontrar un isótopo estable de este elemento. El equipo cree que el elemento 120 puede encontrarse en la denominada “isla de la estabilidad”, un hipotético grupo de elementos superpesados con propiedades singulares. Los superpesados conocidos hasta ahora son inestables y se desvanecen en fracciones de segundo tan pequeñas que resulta difícil estudiarlos.
Sin embargo, una combinación precisa de protones y neutrones, podría en principio dar a este elemento suficiente estabilidad como para permitir su estudio. Un estudio que abriría la puerta a averiguar nuevas lecciones de física atómica, comprendiendo mejor sus casos extremos.
Diagrama explicando el proceso propuesto por el equipo del Berkeley Lab. Jenny Nuss/Berkeley Lab
¿Cómo? El proceso ideado parte también parte del isótopo titanio-50. La diferencia es que, en lugar de estrellarlo contra el mencionado isótopo del plutonio, esta vez la diana estará en otro diferente: Californio-249 (con 98 protones y 151 neutrones). Esto debería crear un isótopo inestable del elemento 120 con 179 neutrones, de los que perdería 3 o 4 para convertirse en un isótopo estable con 120 protones y 175 o 176 neutrones.
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