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La quête pour la découverte de nouveaux éléments au-delà de ce que nous connaissons actuellement dans le tableau périodique est un domaine fascinant de la science moderne. En Chine, à l’université de Xi’an Jiaotong, les chercheurs ont fait une avancée significative en développant une méthode innovante pour synthétiser des noyaux de superéléments lourds. Cette nouvelle approche utilise moins d’énergie de faisceau que les méthodes traditionnelles, ouvrant ainsi de nouvelles possibilités pour la création d’éléments superlourds en laboratoire et la compréhension de la stabilité nucléaire à des numéros atomiques élevés.
Approche traditionnelle
Traditionnellement, la synthèse des noyaux de superéléments lourds repose sur l’utilisation de faisceaux de calcium-48 (⁴⁸Ca). Ce procédé dépend d’un processus délicat appelé fusion-évaporation. Lorsque deux noyaux fusionnent dans un accélérateur de particules, ils forment un noyau composé, mais l’énergie excédentaire doit être dissipée, ce qui se fait par évaporation de particules. Les faisceaux de calcium-48 sont préférés en raison de leur dynamique de réaction favorable et de leur nombre élevé de neutrons, ce qui conduit à des sections efficaces d’évaporation plus élevées.
Cependant, cette méthode est extrêmement coûteuse car le calcium-48 est rare, ce qui limite la production d’un grand nombre de noyaux atomiques superlourds. Un groupe de recherche dirigé par le professeur Hong-Fei Zhang à l’université de Xi’an Jiaotong propose d’utiliser l’argon-40 (⁴⁰Ar) comme projectile dans les réactions de fusion pour réduire les coûts.
Création de l’élément 119
Les chercheurs proposent d’utiliser ⁴⁰Ar et de le bombarder sur le berkelium synthétique (²⁴⁹Bk) pour produire 286Mc, un isotope crucial pour la désintégration alpha de l’élément 119, l’élément encore non découvert dans le tableau périodique. Selon l’équipe de recherche, l’utilisation de ⁴⁰Ar peut aider à synthétiser 286Mc avec une section efficace relativement élevée de 7,9 picobarns, une valeur relativement élevée qui améliore les perspectives de succès similaires à l’avenir.
Les chercheurs ont utilisé des modèles théoriques avancés pour analyser le processus de fusion évaporation lors de l’utilisation de ⁴⁰Ar. Selon leur analyse, ils ont constaté que l’utilisation de l’argon entraîne de meilleures probabilités de fusion et des dynamiques de barrière de fusion interne favorables.
Nouvelles perspectives pour la recherche sur les éléments superlourds
La recherche est passionnante car elle représente une approche plus rentable et performante que le ⁴⁸Ca dans certaines réactions. Le professeur Zhang a déclaré dans un communiqué de presse que l’utilisation de ⁴⁰Ar ouvre une nouvelle frontière excitante pour la recherche sur les éléments superlourds. Son accessibilité économique combinée à des dynamiques de réaction compétitives ou supérieures remet en question la dépendance actuelle au ⁴⁸Ca et pourrait redéfinir la planification stratégique des futures expériences de synthèse.
Les résultats de cette recherche ont été publiés dans la revue Nuclear Science and Techniques, soulignant l’importance de cette découverte pour la communauté scientifique mondiale.
Impact économique et scientifique
Le recours à des méthodes plus économiques pour la synthèse d’éléments superlourds pourrait avoir un impact significatif sur l’ensemble du domaine de la recherche nucléaire. Non seulement cela permettrait de réduire les coûts de production, mais cela faciliterait également la création de nouveaux éléments, ouvrant ainsi la voie à de nouvelles découvertes scientifiques.
Le tableau ci-dessous présente une comparaison entre l’utilisation du calcium-48 et de l’argon-40 en termes de coût et d’efficacité :
| Méthode | Coût | Efficacité |
|---|---|---|
| Calcium-48 | Élevé | Bonne |
| Argon-40 | Réduit | Supérieure dans certaines réactions |
Cette innovation pourrait remodeler le paysage de la recherche en physique nucléaire et élargir notre compréhension de la matière. Quelle sera la prochaine étape pour la recherche sur les éléments superlourds, et comment ces découvertes pourraient-elles influencer notre compréhension du monde atomique ?
