Klocki wszechświata

To, co robią fizycy, czasami przypomina pracę średniowiecznych alchemików. Ci ostatni marzyli, by z ołowiu zrobić złoto. Wtedy się to nie udawało, ale dzisiaj jest to jak najbardziej możliwe. Szkoda tylko, że kosztuje znacznie więcej niż zysk ze sprzedaży drogocennego kruszcu.

Przyjrzyjmy się faktom. Najpopularniejszy izotop ołowiu zbudowany jest ze 126 neutronów i 82 protonów. Tymczasem najczęściej występujący w przyrodzie izotop złota składa się ze 118 neutronów i 79 protonów. Wystarczy zatem odjąć 8 neutronów i 3 protony z jądra ołowiu i już mamy złoto. Proste? Koncepcyjnie – jak najbardziej, w praktyce to jednak trochę bardziej skomplikowane.

To, czego alchemicy nie wiedzieli, a dzisiaj wie każde dziecko w gimnazjum, to to, że każdy atom zbudowany jest z tych samych klocków. Z protonów i neutronów – one budują jądro atomowe – oraz elektronów, które wokół tego jądra krążą. Proton z jądra złota i proton z jądra ołowiu są identyczne. A więc ich dodawanie czy odejmowanie jest równoznaczne z tworzeniem nowych pierwiastków.

Ciężki, lecz nietrwały
Naukowcy z USA (Lawrence Livermore National Laboratory) i Rosji (ze Zjednoczonego Instytutu Badań Jądrowych w Dubnej), którzy chcieli stworzyć najcięższy pierwiastek, musieli zatem dodać kilka klocków do pierwiastka już istniejącego. W tym celu zderzali ze sobą jądra wapnia z jądrami sztucznego pierwiastka ciężkiego o nazwie kaliforn. Olbrzymia większość jąder minęła się, nie zderzając się ze sobą. Mała część w czasie zderzenia odbiła się od siebie jak piłka tenisowa od ściany (to tzw. zderzenia elastyczne). Tylko pojedyncze sztuki jąder, zupełny margines, w czasie kolizji zlepiły się w jedną całość. Przez krótką chwilę protony i neutrony z jąder wapnia i kalifornu tworzyły jedno duże jądro nowego pierwiastka.

Po chwili wszystko rozpadło się w drobny mak. Eksperymentatorzy mieli jednak wystarczająco dużo czasu, aby tę krótką chwilę zauważyć. W czasie trwania całego eksperymentu trzy razy byli świadkami powstania nowego pierwiastka. Ununoctium – bo tak tymczasowo się on nazywa – ma aż 118 protonów i 175 neutronów. Tak olbrzymia liczba cząstek budujących jądro atomowe powoduje, że jest ono nietrwałe. Dlatego też nowy pierwiastek rozpadł się zaraz po tym jak został stworzony. Nowy pierwiastek nie ma jeszcze swojego oficjalnego imienia, a w publikacjach naukowych nazywa się go po prostu „sto osiemnasty”. Po łacinie „sto osiemnasty” to ununoctium właśnie. Taki klucz nazewnictwa stosuje się do wszystkich nienazwanych jeszcze pierwiastków.