Miden por primera vez de forma precisa la masa de un elemento químico más pesado que el uranio

nobelio

Cubierta de electrones del Nobelio. Imagen: Greg Robson.

Un grupo de investigadores internacional ha logrado medir por primera vez de forma directa y con una precisión sin precedentes la masa de un elemento químico más pesado que el uranio, el nobelio, según publica esta semana la revista Nature. El equipo, liderado desde el GSI de Darmstadt (Alemania) y en el que ha participado un físico de la Universidad de Granada (UGR), ha utilizado trampas magnéticas de iones para conseguirlo.

Hoy se ha presentado en Nature las primeras medidas de masa de forma directa de elementos más pesados que el uranio y que, por definición, no existen en la naturaleza, son sintéticos. El elemento empleado para las investigaciones ha sido el nobelio (denominado así en honor de Alfred Nobel), que se ha producido en reacciones de fusión-evaporación y transferido a una trampa de iones magnética (penning trap), donde es capturado y confinado en un espacio muy reducido (del orden de 1 cm3).

El estudio lo ha realizado el investigador Michael Block, del GSI de Darmstadt (Alemania), y sus colaboradores utilizando un espectrómetro de masas basado en ese tipo de trampas (denominado SHIPTRAP), único en el mundo en su género. Con este instrumento los científicos han capturado iones de tres isótopos de nobelio (con 102 protones y 150-152 neutrones) y medido sus masas de forma directa, con una precisión y exactitud sin precedentes.

“Los resultados proporcionan valores precisos de las energías de enlace, así como puntos de referencia para construir modelos teóricos. Y lo que es más importante, constituyen unos pilares firmes para deducir las masas de elementos todavía más pesados. Son un punto de acceso más cercano a elementos cuya búsqueda y estudio constituye uno de los grandes temas de la física nuclear moderna”, explica a SINC Daniel Rodríguez, físico del Departamento de Física Atómica, Molecular y Nuclear (FAMN) de la UGR, que también ha participado en el estudio.

Rodríguez añade: “Es un gran logro poder acceder de forma precisa a una propiedad intrínseca de este tipo de elementos, lo que solo puede hacerse con la instalación del GSI, y abre el camino para otros casos y otros tipos de estudios, como las reacciones químicas”.

Hasta ahora, las masas de elementos más pesados que el uranio (su número de protones es 92) se deducían a partir de mediciones de los productos de su desintegración radioactiva, un método de medición indirecto que puede generar notables incertidumbres en el cálculo de las energías de enlace.

La masa de un núcleo atómico difiere de la de los protones y neutrones que lo forman en una cantidad equivalente a la fuerza de enlace nuclear, la energía que mantiene unido al núcleo. Esta es la energía que se libera en las reacciones nucleares y que determina la estabilidad de los núcleos atómicos. Los expertos consideran necesario un conocimiento preciso de las energías de enlace de los núcleos con más de 100 protones para acotar las predicciones de una “isla de estabilidad” en los elementos súper-pesados.

Estas “islas” es un concepto físico que hace relación a una “zona donde se espera que haya núcleos estables que no decaigan por fisión”, y se denominan así porque en ellas no hay núcleos que unan la isla a otros núcleos conocidos. Uno de los grandes temas de investigación en física nuclear es la síntesis de nuevos elementos en esa región de unión o puente.


Fecha Original: 11 de febrero de 2010
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Comments (6)

  1. [...] Miden por primera vez de forma precisa la masa de un elemento químico más pesado que el uranio http://www.cienciakanija.com/2010/02/12/miden-por-primera-vez-de-fo…  por elnene hace 6 segundos [...]

  2. Un avance más en el conpocimiento de la materia, aunque que, como en este caso, estemos hablando de un elemento transuránido con número atómico mayor que 92, es decir, un elemento más allá del uranio el último elemento natural de la Tabla periódica.

    El Nobelio, es un elemento metálico y radiactivo perteneciente a la serie de los actínidos con número atómico del isótopo más estable 254 (vida media 55 segundos). Se conocen siete isótopos.

    Este elemento fue identificado con certeza por A. Ghiorso y G.T. Seaborg en 1966.

    El hecho de que la mayoría de los elementos transuránidos sean inestables y tengan vidas medias muy cortas, le dan un valor añadido al experimento de medición llevado a cabo por el equipo de Michael Block.

    En fin, el avance continúa.

  3. [...] PS (11 feb 2010): Más información en “Miden por primera vez de forma precisa la masa de un elemento químico más pesado que el uranio,” SINC, 11 feb. 2010 y en Ciencia Kanija. [...]

  4. Jurl

    Atención, se preveé una próxima refacción de tablas al uso xD

  5. Kimiká

    Bueno, la noticia es muy impresionante, como lo es que se hayan podido ver orbitales atómicos,….
    también que se haya llegado al elemento 112 (supuesta isla de estabilidad) y ¡ ya es oficial!! se le ha llamado Copernicio… la Tabla periódica al uso se ha enriquecido en pocos años con muchos elementos nuevos, todos por supuesto artificiales y de vida media muy corta… lo cual no quita mérito al asunto de crearlos, en esto el equipo de Darmstad es el mejor.

    Preginta a algún experto de Física nuclear? ¿Hay algún límite teórico a la creación de nuevos elementos…?

  6. Jurl

    Sí. Te hablo de memoria que esto lo leí hace mucho tiempo, pero precisamente la isla de estabilidad se refiere a que los elementos sintetizados duran lo suficiente como para poder detectarlos xD. Por encima de un valor que no está muy lejos de por donde andamos ahora simplemente los núcleos atómicos no durarían ni lo suficiente como para poder decir que existen.

    Bueno, el equipo de Dubna merece para mí también su ración de aplausos. Además en su día les “robaron” muchos elementos, que hoy sabemos que fueron ellos los primeros en sintetizarlos. Por ejemplo, el Rutherfordio, el Seaborgio y el Bohrio. Por cierto, el de Darmstadt se llama oficialmente GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, en honor del físico y médico Helmholtz.

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