Berkeley Lab-ın beynəlxalq tədqiqat qrupu, titan şüasından istifadə edərək super ağır element 116-nı sintez etdiklərini və bunun 120-ci elementin qurulmasında mühüm addım olduğunu bildirib. Tədqiqatın nəticələri Nuclear Structure 2024 konfransında təqdim edilərkən, araşdırma da arXiv-də dərc edilib. Komanda 88 düymlük Siklotron (Cyclotron) ağır ion sürətləndiricisində 22 günlük iş nəticəsində 116-cı elementin (livermorium) iki atomunu uğurla sintez edib. 120-ci elementin istehsalının 10 qat daha uzun sürəcəyi düşünülür. Elm adamları, indi bunun mümkün olduğunu və 120-ci elementi kəşf edə bilsələr, dövri cədvəlin indiyə qədər yaradılmış ən ağır atom kimi 8-ci yerdə olacağını deyirlər.

     Digər tərəfdən, indiyə qədər kəşf edilən super ağır elementlər demək olar ki, dərhal parçalanır. Lakin protonların və neytronların düzgün birləşməsi daha sabit nüvələrə imkan verə bilər ki, onlar daha uzun müddət yaşayır və tədqiqatçılara öyrənmələri üçün unikal vəziyyət verirlər. Bunlar son dərəcə vacibdir, çünki ekstremal elementlərin aşkarlanması atomların necə davranması, nüvə fizikasının modellərini sınaqdan keçirməsi və atom nüvəsinin sərhədlərini təyin etməsi ilə bağlı fikirlər verə bilər. Superağır elementlərin hazırlanması üçün resept nəzəri cəhətdən olduqca sadədir. Sadəcə olaraq 2 yüngül elementi istədiyiniz son atomda lazımi sayda protonla birləşdirmək kifayətdir. Bu əslində başlanğıc səviyyə riyaziyyat tənliyi kimi bir şeydir: 1+2=3. Başqa sözlə desək, siz 2 yüngül element götürüb, daha ağır element yaratmaq üçün onları toqquşdurursunuz. Məsələn, 2 elementin proton nömrələrini əlavə etdikdə, istədiyiniz superağır elementin proton nömrəsini alırsınız.

     Ancaq praktikada bu inanılmaz dərəcədə çətindir. 2 atomun uğurla birləşməsi üçün trilyonlarla qarşılıqlı əlaqə tələb oluna bilər və hansı elementlərin hissəcik şüasına və ya hədəfə çevrilə biləcəyinə dair məhdudiyyətlər var. Beləliklə, əməliyyatı yerinə yetirmək üçün çoxlu cəhdlər lazımdır. Bundan əlavə, hər bir element, hissəcik şüası və ya hədəf kimi istifadə edilə bilməz, bu da prosesi daha da çətinləşdirir. Tədqiqatçılar, tez-tez şüaları və hədəfləri üçün xüsusi izotoplar, eyni sayda proton, lakin müxtəlif sayda neytron olan elementlərin variantları seçirlər. Ən praktik ağır hədəf 98 protonu olan kalifornium-249 adlı izotopdur. Bu o deməkdir ki, tədqiqatçılar, 20 protonlu kalsium-48 şüasından 120-ci elementi istehsal etmək üçün istifadə edə bilməzlər. Bunun əvəzinə 22 protonlu bir dəstə atom lazımdır. Bu element də titandır, yəni super ağır elementlərin tikintisində geniş istifadə olunmayan bir şeydir.

     Elm adamları, titan-50 izotopundan indiyə qədər hazırlanmış ən ağır element olan 116-cı elementi yaratmaq üçün kifayət qədər intensiv şüa yarada biləcəklərini yoxlamaq üçün həftələr sərf ediblər. Bu, əvvəllər edilməmiş bir şeydir. Dediyimiz kimi, 114-dən 118-ə qədər olan elementlər yalnız kalsium-48-in şüalanması ilə yaradılmışdır ki, bu da onlara çox ağır elementlər yaratmaq üçün hədəf nüvələrlə birləşməyə kömək edir. 116-cı element, yəni livermorium-u istehsal etmək titan izotoplarından kifayət qədər sıx şüa yaratmaqla başlayır. Bunun üçün istifadə edilən titan-50, təbii titanın təxminən 5%-ni təşkil edən nadir izotopdur. Bu metal, kiçik barmağınızın son hissəsi qədər kiçik bir sobaya qoyulur və 1600 dərəcəyə qədər qızdırılır. Bu temperaturda titan buxarlanmağa başlayır.

     Bu proses plazmanı tutan VENUS adlı mürəkkəb superkeçirici maqnit daxilində baş verir. Plazmada sərbəst elektronlar, mikrodalğalı sobalarla enerji qazanaraq titanın 22 elektronundan 12-ni çıxarır. Yüklənmiş titan ionları, maqnitlərin köməyi ilə istiqamətləndirilir və Cyclotron-da sürətləndirilir. Sonra hər saniyə təxminən 6 trilyon titan ionu bir kağız vərəqindən daha nazik olan və istiliyi dağıtmaq üçün fırlanan hədəfə dəyir. Bu prosesdə sürətləndirici operatorlar, şüanın enerji səviyyəsini dəqiq tənzimləməyə kömək edir. Çünki kifayət qədər enerji yoxdursa, izotoplar birləşməyəcək, çox olarsa, titan hədəf nüvələri parçalaya bilər. Bu çətin proseslər tamamlandıqda, arzu olunan nadir super ağır element əmələ gəlir. Tədqiqatçılar, element 120-nin istehsalına başlamazdan əvvəl hələ görülməli iş olduğunu söyləsələr də, irəliyə doğru yol indi aydındır. Zamanlama hələ müəyyən edilməyib, lakin tədqiqatçılar sınağa potensial olaraq 2025-ci ildə başlamağı planlaşdırırlar. Təcrübə başlayandan sonra 120-ci elementin ilk atomlarını görmək bir neçə il çəkə bilər.