[Phần mềm di động: BoKeYuan] Các phép đo va chạm giữa hạt nhân nhỏ và lớn của các nhà vật lý sẽ cung cấp thông tin cho nhiệm vụ tạo ra các nguyên tố mới và có thể dẫn đến hóa học mới liên quan đến các nguyên tố siêu nặng. Hai mục tiêu hấp dẫn gần như nằm trong tầm với của các nhà vật lý hạt nhân thực nghiệm: một là đột phá vào chu kỳ thứ tám của bảng tuần hoàn. Cho đến nay, các nhà khoa học đã tạo ra tất cả các nguyên tố của bảy chu kỳ đầu tiên, từ hydro (một proton) đến khí (118 proton), do đó việc tổng hợp các nguyên tố nặng hơn sẽ tạo ra bước đột phá mới.
Một mục tiêu khác là xác định vị trí của các "đảo ổn định" trong biển hạt nhân siêu nặng - những nguyên tố thường trở nên không ổn định hơn khi chúng chứa nhiều proton hơn. Ví dụ, đồng vị bền nhất của niobi (113 proton) có chu kỳ bán rã gần 8 giây, trong khi Og chỉ có chu kỳ bán rã 0,7 mili giây. Nhưng các nhà lý thuyết cho rằng xu hướng này sẽ thay đổi ở các hạt nhân khác ngoài Og. Các nhà vật lý đã suy đoán rằng có một hạt nhân đặc biệt ổn định có số lượng proton và neutron kỳ diệu, một "con số kỳ diệu kép". Các nguyên tố siêu nặng tồn tại lâu dài sẽ mở ra một loại phản ứng hóa học mới diễn ra trong thời gian dài hơn nhiều.
Để đạt được những mục tiêu này, các nhà thực nghiệm cần xác định cách tối đa hóa cơ hội tạo ra các hạt nhân siêu nặng, vì người ta ước tính rằng phải mất hơn ba tháng để tổng hợp một nguyên tử duy nhất. Để làm được điều này, người ta cần biết lực đẩy mà hai hạt nhân chịu khi chúng tiến lại gần nhau do lực hấp dẫn của thế hạt nhân. Hiện nay, Taiki Tanaka thuộc Trung tâm Khoa học Máy gia tốc RIKEN Nishida tại Nhật Bản cùng các đồng nghiệp đã đo lực đẩy này bằng cách bắn các hạt nhân nhỏ (neon, magie và canxi) vào các hạt nhân lớn (plutonium và uranium) và đo cách chúng phân tán.
Họ phát hiện ra rằng rào cản đẩy lùi chủ yếu bị ảnh hưởng bởi sự biến dạng của hạt nhân lớn hơn, có hình dạng giống như quả bóng bầu dục. So sánh với các hàm kích thích để tạo ra các nguyên tố siêu nặng đã biết cho thấy rằng việc kích thích các hạt nhân nhỏ hơn để chúng tiếp cận phía của một hạt nhân lớn hơn bị biến dạng sẽ là chiến lược hiệu quả nhất để tạo ra các hạt nhân siêu nặng mới. Nếu xu hướng này đúng với các hạt nhân nặng hơn, thì năng lượng tối ưu cho các hạt nhân nhỏ hơn có thể được xác định đơn giản bằng cách đo rào cản đẩy đối với các hạt nhân lớn hơn, việc này chỉ mất khoảng một ngày để hoàn thành. Từ nghiên cứu có hệ thống này, các nhà nghiên cứu đã đề xuất một phương pháp mới để ước tính năng lượng tới tối ưu cần thiết để tổng hợp các nguyên tố mới.
Nhóm nghiên cứu có kế hoạch sử dụng kiến thức này để tạo ra các nguyên tố siêu nặng mới. Trong ngắn hạn, họ sẽ cố gắng tạo ra các nguyên tố mới, chẳng hạn như nguyên tố 119 hoặc nguyên tố 120. Trong mười hoặc hai mươi năm nữa, họ có thể đạt tới "hòn đảo ổn định", nhưng họ không chắc nó ở đâu. Phân bố rào cản bán đàn hồi cho các hệ thống này được trích xuất bằng cách sử dụng phép đo với bộ tách ion giật lùi chứa đầy khí và so sánh với các phép tính kênh ghép nối.
Kết quả cho thấy sự phân bố rào cản thế chủ yếu bị ảnh hưởng bởi sự biến dạng của hạt nhân mục tiêu radon, cũng như sự kích thích rung động hoặc quay của hạt nhân tới và quá trình di chuyển của neutron trước khi bắt giữ. So sánh các cấu hình rào cản thử nghiệm với mặt cắt ngang của cặn bay hơi cho thấy phản ứng tổng hợp nhiệt tận dụng các va chạm nhỏ khi các hạt tới tiếp cận dọc theo trục nhỏ của lõi mới biến dạng.
Bác Khắc Nguyên | Nghiên cứu/Nguồn: RIKEN
