Corrida internacional para criar o elemento mais pesado do mundo

Duas equipes internacionais estão competindo para criar o elemento mais pesado do universo.

Elementos super pesados são os elementos da parte inferior da tabela periódica, com número atômico (número de prótons) acima de 104. O antigo elemento mais pesado do mundo, temporariamente chamado ununóctio, foi “descoberto” em 2002. As novas equipes agora estão tentando produzir os elementos 119 e 120.

Jon Petter Omtvedt, professor de química nuclear da Universidade de Oslo, está trabalhando com cientistas da Europa Ocidental, Japão e Estados Unidos, realizando experimentos na Alemanha.

A outra equipe é composta de cientistas russos e americanos que trabalham em um instituto russo. “A concorrência é afiada”, diz Omtvedt. “Elementos super pesados são altamente instáveis e muito difíceis de criar. É como encontrar algo desconhecido no espaço exterior”.

A fabricação de um único átomo de um novo elemento não é suficiente para ser creditada como a descoberta de um novo elemento. Os resultados precisam ser replicados. “Ninguém vai ganhar qualquer tipo de reconhecimento até outro laboratório recriar a experiência. Na pior das hipóteses, pode demorar várias décadas antes do experimento ser verificado”, disse Omtvedt.

Quanto mais pesado um elemento super pesado for, mais tempo leva para ser produzido, e menos tempo permanece intacto. Um único átomo do elemento 106 podia ser criado dentro de uma hora quando foi descoberto pela primeira vez, e decaía em átomos de elementos mais leves em 20 segundos. Um átomo do elemento 118 pode ser criado em um mês, e sua meia-vida (metade do tempo até decair) é de meros 1,8 milissegundos.

Duas semanas atrás, físicos nucleares americanos criaram 20 miligramas de berquélio, um elemento altamente radioativo.

Cada equipe na disputa para criar o elemento 119 recebeu 10 miligramas de berquélio. Eles irão bombardear uma placa de metal misturada com átomos de berquélio com um feixe de átomos de titânio.

As equipes estão trabalhando em um cronograma apertado. A meia-vida do berquélio é de apenas 320 dias, e uma vez que os 320 dias se passaram, metade de sua amostra terá decaído em outros elementos. “É extremamente difícil criar feixes de titânio intensos. Para conseguir isso, temos segredos que não vamos compartilhar com os outros”, disse Omtvedt.

O princípio básico da criação de elementos super pesados é simples: esmagar os átomos de um elemento em outro, e seus prótons vão se adicionar até criar um novo elemento.

Os 22 prótons de titânio irão se juntar aos 97 de berquélio para criar um átomo com 119 prótons, um átomo do elemento 119.
Na maioria das vezes, porém, os átomos irão colidir e se quebrar, ou parcialmente destruir-se mutuamente.

Mas, raramente, “menos de uma vez por mês”, os prótons colidirão para criar um átomo completo.

A detecção de tal ocorrência rara é um desafio. “Você terá que detectar este átomo sobre uma placa metálica, onde mais de 100.000 eventos supérfluos estão ocorrendo a cada segundo”, disse Omtvedt.

A única maneira de detectar o novo átomo é observar a radiação radioativa que emite quando decai. Não haverá provas do novo elemento até que ele já tenha ido embora. “Estamos trabalhando na vanguarda do que é experimentalmente possível”, disse Omtvedt. “A fim de estudar os elementos mais pesados, temos de usar o máximo da tecnologia atual, e até um pouco mais”.[POPSCI]