Descoberta do Elemento 120 Possível após a Descoberta do Feixe de Titânio

Os cientistas do Berkeley Lab utilizaram com sucesso um feixe de titânio para criar átomos do elemento 116. Este facto não só introduz um novo método de produção deste elemento extremamente raro, como também serve de prova de conceito para a potencial criação do elemento 120, ainda por descobrir, que poderá apresentar estabilidade.

A tabela periódica organiza os elementos pelo seu número atómico, ou o número de protões no seu núcleo. Enquanto os primeiros 94 elementos ocorrem naturalmente, os elementos mais pesados do que isso só foram sintetizados em laboratório através da fusão de elementos existentes.

No papel, parece simples: combinar dois elementos cujos protões perfazem o número atómico desejado. Por exemplo, para produzir oganesson (118 protões), os cientistas disparam um feixe de cálcio (20 protões) contra um alvo de califórnio (98 protões).

Mudar o projétil

Este método de disparar um feixe de cálcio contra vários alvos levou à síntese dos elementos superpesados 112 a 118. Embora se acredite que existam mais elementos para além da atual tabela periódica, o califórnio é o alvo mais pesado viável; os elementos mais pesados são demasiado instáveis.

Se o alvo não pode ser alterado, então o projétil tem de o ser. A equipa do Laboratório de Berkeley adoptou esta abordagem, mudando o feixe de cálcio para titânio, que tem 22 protões, para obter os protões extra necessários. No entanto, este processo está longe de ser simples.

Em primeiro lugar, é necessário o titânio-50, um isótopo raro que constitui apenas cerca de 5% do titânio natural da Terra. Este isótopo é então aquecido num forno especializado a cerca de 1.649 °C (3.000 °F), vaporizando o titânio. Uma fonte de iões produz um plasma de titânio carregado, que é depois manipulado num feixe e dirigido para o alvo.

Primeira utilização de um feixe de titânio

Esta é a primeira vez que um feixe de titânio é utilizado em experiências deste tipo. Para verificar a sua eficácia, a equipa disparou-o contra um alvo de plutónio, que tem 94 protões. Isto deveria produzir o elemento 116, o livermorium. De facto, a equipa detectou o livermorium, embora este fosse extremamente raro, tendo sido produzidos apenas dois átomos numa experiência de 22 dias.

Planos para procurar o elemento 120

Com esta prova de conceito estabelecida, a equipa planeia agora utilizar o feixe de titânio para procurar o hipotético elemento 120. Isto envolve disparar titânio contra um alvo de califórnio, embora se espere que esta seja uma ocorrência ainda mais rara.

“Prevemos que demorará cerca de 10 vezes mais tempo a produzir o elemento 120 do que o elemento 116”, disse Reiner Kruecken, diretor da Divisão de Ciências Nucleares do Laboratório de Berkeley. “É um desafio, mas agora parece viável”.

Se for descoberto, o elemento 120, também conhecido como Unbinilium, deverá ser um metal alcalinoterroso. Ocuparia a oitava fila da tabela periódica, atualmente vazia, ao lado do também não descoberto elemento 119.

O mais interessante é que o elemento 120 poderá cair na “ilha de estabilidade”. Os elementos super-pesados têm normalmente meias-vidas muito curtas, decaindo em milissegundos, o que os torna difíceis de estudar e impraticáveis para aplicações no mundo real.

No entanto, prevê-se que certos isótopos destes elementos possam ter o número certo de neutrões para atingir a estabilidade, podendo durar minutos ou mesmo dias. Se assim for, o elemento 120 poderá ser o novo elemento mais útil criado desde há algum tempo.

Os investigadores poderão iniciar as experiências já em 2025, mas poderão ainda ser necessários alguns anos para produzir alguns átomos do elemento 120.

Leia o Artigo Original: New Atlas

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