Une avancée scientifique dans la création d'éléments superlourds ouvre la voie vers l’inexploré

Des chercheurs du Lawrence Berkeley National Laboratory en Californie ont récemment réalisé une avancée majeure dans le domaine de la physique nucléaire. 

Leur nouvelle méthode pourrait transformer la création d'éléments dits "superlourds", poussant les limites actuelles de la table périodique.

Des éléments aux propriétés uniques

Les éléments superlourds sont des atomes possédant un nombre très élevé de protons, bien au-delà des éléments naturels tels que l'uranium (92 protons). 

Les exemples récents incluent l’oganesson (118 protons) et le livermorium (116 protons), tous créés artificiellement en laboratoire à l'aide d'accélérateurs de particules. 

La création de ces éléments représente un défi de taille : en raison de leur masse, ils sont instables et se désintègrent en une fraction de seconde, rendant leur étude complexe.

L'intérêt pour ces éléments réside dans leur potentiel à offrir des propriétés chimiques et physiques inédites, ainsi que des applications éventuelles dans des domaines variés, notamment l’énergie et les matériaux. 

Les scientifiques espèrent qu'en atteignant la fameuse "île de stabilité" — une région théorique de la table périodique où certains éléments pourraient être plus stables — il serait possible de produire des isotopes aux durées de vie suffisantes pour des applications concrètes.

Une nouvelle approche pour atteindre l'île de stabilité

Jusqu'à présent, la production d'éléments superlourds se faisait en bombardant des cibles d'éléments lourds avec des isotopes plus légers, comme le calcium 48. 

Cependant, cette méthode montre ses limites pour les éléments les plus lourds. Pour contourner cette difficulté, les chercheurs de Berkeley ont expérimenté une approche innovante : ils ont utilisé le titane 50 au lieu du calcium 48, créant ainsi une "fusion chaude" capable de produire des isotopes rares de livermorium par deux chaînes de désintégration distinctes.

Cette nouvelle méthode remet en question l'idée que seuls les noyaux "magiques" (comme le calcium 48) sont stables pour ces créations.

L'utilisation du titane 50 ouvre la possibilité d'utiliser d'autres combinaisons de noyaux, suggérant que des éléments encore plus lourds, proches des numéros atomiques 119 et 120, pourraient être synthétisés. 

Cela permettrait de s'approcher davantage de l’île de stabilité, où certains éléments superlourds pourraient résister plus longtemps à la désintégration.

Vers de nouvelles applications et découvertes

Si les chercheurs parviennent à créer des éléments stables au-delà de l'oganesson, cela pourrait révolutionner la compréhension des propriétés chimiques et physiques de la matière à des niveaux extrêmes. 

Cependant, chaque tentative de fusion nécessite des quantités d'énergie élevées et un ajustement minutieux des configurations nucléaires pour maximiser les chances de succès, des défis qui demeurent significatifs.

Cette percée constitue néanmoins un pas de géant pour la physique nucléaire et l'exploration des éléments superlourds. 

Les scientifiques du Lawrence Berkeley espèrent désormais explorer d’autres combinaisons de noyaux pour atteindre des zones théoriques de stabilité, ouvrant la voie à des éléments jusqu'ici inédits.

Sources : Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley