Il lungo viaggio verso ‘l’isola di stabilità’
Alla fine degli anni ’60 fu introdotta una teoria secondo la quale i nuclei più longevi di elementi super-pesanti potessero dare origine ad un’isola di stabilità.
Secondo il fisico Sven-Gösta Nilsson, tale isola avrebbe dovuto trovarsi intorno all’elemento 114, all’epoca nemmeno conosciuto.
IL NUMERO MAGICO
L’elemento più pesante trovato in natura è l’uranio, con un nucleo contenente 92 protoni e 146 neutroni. I nuclei degli elementi più pesanti diventano, però, sempre più instabili a causa dell’aumentato numero di protoni caricati positivamente; pertanto decadono più velocemente, di solito entro una frazione di secondo.
Una combinazione “magica” di protoni e neutroni può tuttavia portare a elementi più duraturi; una situazione che, come anticipato, era stata prevista per il flerovio, che ha il numero atomico 114.
LA SCOPERTA
Il sistema di rilevazione al silicio all’interno di una camera a vuoto – Credit: A. Såmark-Roth, Lund University
Ispirati alle teorie di Nilsson, i fisici nucleari dell’Università di Lund, guidati dal prof. Dirk Rudolph, hanno studiato in dettaglio l’elemento, effettuando scoperte rivoluzionarie.
Nell’ambito del programma di ricerca FAIR Phase-0 presso la struttura dell’acceleratore di particelle GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung a Darmstadt, fino a 6 miliardi di miliardi di nuclei atomici di calcio-48 sono stati accelerati al 10% della velocità della luce.
Hanno bombardato una sottile pellicola di raro plutonio-244 e, attraverso la fusione nucleare atomica è stato possibile creare flerovio, un atomo alla volta.
Nell’esperimento della durata di 18 giorni, il team di ricerca ha quindi registrato il decadimento radioattivo di alcune decine di nuclei di flerovio in un dispositivo di rilevamento appositamente sviluppato a Lund.
Attraverso l’analisi esatta dei frammenti di decadimento e dei periodi entro i quali sono stati rilasciati, il team ha potuto identificare nuovi rami di decadimento dell’elemento; ed è stato dimostrato che questi non potevano essere riconciliati con le proprietà “magiche” predette in precedenza.
IL FUTURO
I nuovi risultati, pubblicati sulla rivista di ricerca Physical Review Letters, saranno di notevole utilità per la scienza.
Invece di cercare l’isola di stabilità attorno all’elemento 114, il mondo della ricerca può concentrarsi su altri elementi non ancora scoperti.
Ora, il viaggio prenderà un nuovo corso.
