Cina, svolta nella Fisica: Trovato il modo economico per creare elementi superpesanti con l’Argon

Una scoperta potenzialmente rivoluzionaria arriva dai laboratori dell’Università Xi’an Jiaotong in Cina. Un team di ricercatori guidato dal professor Hong-Fei Zhang ha identificato un nuovo approccio, più efficiente e soprattutto molto più economico, per sintetizzare nuclei di elementi superpesanti, quelli che si trovano oltre l’uranio nella tavola periodica  (transuranici). Questa tecnica, che utilizza l’Argon-40 (40Ar) invece del rarissimo e costoso Calcio-48 (48Ca), potrebbe non solo accelerare la ricerca, ma anche aprire le porte alla creazione dell’inafferrabile Elemento 119. Il paper relativo è stato pubblicato su Springer.

Tavola periodica completa degli elementi transuranici

Il Limite del Metodo Tradizionale

Gli elementi superpesanti, con un numero atomico superiore a 104, non esistono in quantità apprezzabili in natura. La loro esistenza è effimera; sono così instabili che decadono in elementi più leggeri in frazioni di secondo. Per studiarli, gli scienziati li creano artificialmente in laboratorio, bombardando nuclei pesanti con ioni più leggeri all’interno di acceleratori di particelle.

Fino ad oggi, il proiettile d’elezione per questa complessa operazione è stato il Calcio-48 (48Ca). Grazie alle sue particolari proprietà e all’elevato numero di neutroni, garantisce una maggiore probabilità di successo nel delicato processo di “fusione-evaporazione”, dove i due nuclei si fondono e l’energia in eccesso viene espulsa.

Calcio 48

Il problema? Il 48Ca è un isotopo estremamente raro e il suo utilizzo ha costi proibitivi, limitando di fatto la capacità dei laboratori di tutto il mondo di produrre nuovi nuclei atomici.

La Rivoluzione dell’Argon: Cosa Cambia

È qui che si inserisce la proposta cinese. L’idea è quella di sostituire il prezioso Calcio-48 con un elemento molto più comune e meno costoso: l’Argon-40 (40Ar). Utilizzando modelli teorici avanzati, i ricercatori hanno dimostrato che la fusione tramite Argon non è solo una valida alternativa, ma in alcuni casi potrebbe essere addirittura superiore.

Il vantaggio principale risiede nella cosiddetta asimmetria di massa tra il proiettile di Argon e il nucleo bersaglio. Questa caratteristica favorisce la formazione del nucleo composto e migliora la dinamica della fusione. In pratica, l’utilizzo dell’Argon permette di ottenere probabilità di fusione più elevate e, sorprendentemente, richiede minore energia del fascio di particelle, riducendo ulteriormente i costi e la complessità degli esperimenti.

A Cosa Porta la Fusione con Argon: L’Obiettivo Finale

Il team del professor Zhang ha analizzato diverse reazioni. Ad esempio, per sintetizzare elementi con numero atomico Z=114, l’uso dell’Argon-40 in una reazione 40Ar+248Cm si è dimostrato competitivo rispetto alla tradizionale reazione 48Ca+244Pu, con il vantaggio di un minor costo e minore energia richiesta.

Ma l’obiettivo più ambizioso è un altro. La ricerca propone una via concreta per produrre l’isotopo 286Mc (Moscovio-286), un passo fondamentale nella catena di decadimento alfa che dovrebbe portare all’identificazione del nuovo Elemento 119. Secondo i calcoli, bombardando Berkelio-249 (249Bk) con Argon-40, si potrebbe sintetizzare questo isotopo chiave con una sezione d’urto (una misura della probabilità di successo) relativamente alta di 7.9 picobarn.

Creare e identificare l’isotopo 286Mc sarebbe una prova cruciale, un “fumus” quasi definitivo che confermerebbe la sintesi dell’Elemento 119, segnando una pietra miliare nella storia della fisica.

Come ha dichiarato il professor Zhang, “L’uso dell’40Ar apre un’entusiasmante frontiera per la ricerca sugli elementi superpesanti. La sua convenienza, combinata con dinamiche di reazione competitive o superiori, sfida la dipendenza prevalente dal 48Ca e potrebbe rimodellare la pianificazione strategica dei futuri esperimenti di sintesi”. Questa ricerca non solo fornisce una scorciatoia economica, ma ridefinisce le regole del gioco nella corsa verso i limiti estremi della materia.