มือที่มองไม่เห็นของไอน์สไตน์: สัมพัทธภาพทำให้โลหะทำตัวเหมือนก๊าซมีตระกูลจริงหรือ?

มือที่มองไม่เห็นของไอน์สไตน์: สัมพัทธภาพทำให้โลหะทำตัวเหมือนก๊าซมีตระกูลจริงหรือ?

ธาตุหนักยิ่งยวด 114 ควรเป็นโลหะ ข้อมูลที่ขัดแย้งกันจากการทดลองในเมือง Dubna ประเทศรัสเซีย ชี้ให้เห็นว่าผลกระทบจากทฤษฎีสัมพัทธภาพของ Einstein อาจทำให้องค์ประกอบทางเคมีใกล้เคียงกับก๊าซมีตระกูล เช่น เรดอน หากผลลัพธ์ได้รับการยืนยัน จะเป็นการออกจากรูปแบบที่คาดเดาได้ในตารางธาตุที่สำคัญที่สุดสนามแข่งรถไอออน นิวเคลียสของแคลเซียมรูดเครื่องเร่งอนุภาค (ความประทับใจของศิลปิน) ไปยังวัสดุเป้าหมาย (ตรงกลาง) นักวิจัยผสมแคลเซียมกับพลูโตเนียมเพื่อสร้างธาตุ 114 และศึกษาคุณสมบัติทางเคมีของมัน

ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ LAWRENCE LIVERMORE

ยูเรเนียม (ธาตุ 92 สำหรับโปรตอน 92 ตัวในนิวเคลียส) เป็นธาตุที่มีเลขอะตอมสูงที่สุดซึ่งพบได้ทั่วไปในธรรมชาติ ในห้องทดลอง นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างองค์ประกอบเพิ่มเติมถึง 118 (ยกเว้น 117)

ปฏิกิริยาเคมีที่มีลักษณะเฉพาะของธาตุขึ้นอยู่กับการจัดเรียงตัวของอิเล็กตรอนวงนอกสุด และธาตุที่มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนวงนอกเดียวกันจะใช้คอลัมน์ในตารางธาตุร่วมกัน องค์ประกอบประดิษฐ์เช่น 114 ซึ่งสร้างขึ้นครั้งแรกในทศวรรษที่ 1990 เช่นเดียวกับใน Dubna ก็ไม่ควรมีข้อยกเว้น “ทฤษฎีบอกว่า 114 … ควรมีคุณสมบัติคล้ายกับตะกั่ว” ซึ่งอยู่เหนือมันโดยตรงในตารางธาตุ นักเคมีเชิงทฤษฎี Valeria Pershina จาก GSI ศูนย์วิจัยธาตุหนักในเมืองดาร์มสตัดท์ ประเทศเยอรมนี กล่าว

อย่างไรก็ตาม องค์ประกอบต่างๆ ไม่เหมือนกัน Pershina อธิบาย โดยเฉพาะอย่างยิ่ง นิวเคลียสที่มีโปรตอนมากกว่าจะดึงดูดอิเล็กตรอนได้แรงกว่า อิเล็กตรอนเหล่านี้โคจรเร็วขึ้น และตามทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของไอน์สไตน์ เวลาสำหรับพวกมันจะยืดออกไป เป็นผลให้วงโคจรของอิเล็กตรอนบางตัวแน่นกว่าธาตุที่เบากว่า ซึ่งส่งผลต่อคุณสมบัติทางเคมีของธาตุนั้น

แต่ความผิดปกติดังกล่าว ซึ่งพบได้ในธาตุหนัก เช่น 105 

และแม้แต่เห็นเป็นทองคำ ก็ไม่น่าจะใหญ่ถึงขั้นคุกคามสถานะของธาตุในตารางธาตุได้ เพอร์ชินากล่าว

รักษาตัวเอง

ลุยเลย! คุณสมควรได้รับข่าววิทยาศาสตร์

ติดตาม

ในการทดลองปัจจุบัน นักเคมี Heinz Gäggeler จากสถาบัน Paul Scherrer ในเมือง Villigen ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ และผู้ร่วมงานของเขาได้ผลิตนิวเคลียสของธาตุ 114 ด้วยเครื่องเร่งอนุภาคที่สถาบันร่วมเพื่อการวิจัยนิวเคลียร์ของ Dubna Gäggeler กล่าวว่า เครื่องเร่งอนุภาคจะยิงลำแสงของนิวเคลียสแคลเซียมไปยังแผ่นฟอยล์บาง ๆ ที่เคลือบด้วยพลูโทเนียม นิวเคลียสของแคลเซียมบางส่วนจะหลอมรวมกับนิวเคลียสของพลูโตเนียม ซึ่งผลิตได้ 114 วินาทีต่อเดือน นิวเคลียสซิปเข้าไปในภาชนะที่เต็มไปด้วยก๊าซอาร์กอน ซึ่งพวกมันจะจับอิเล็กตรอนและกลายเป็นอะตอมที่เป็นกลาง 114 อะตอม

เพื่อทดสอบคุณสมบัติทางเคมีของธาตุ นักวิจัยจะปั๊มอาร์กอนอย่างต่อเนื่องผ่านท่อที่เคลือบด้านในด้วยทองคำ ท่อมีการไล่ระดับอุณหภูมิ โดยเริ่มจาก 30° เซลเซียสที่อาร์กอนเข้าสู่ –185°C ที่ปลายอีกด้านหนึ่ง

อะตอมของโลหะ เช่น ตะกั่วจะจับตัวกับทองคำได้ง่าย ดังนั้นพวกมันจะไม่ลงไปที่ท่อมากนัก ในทางกลับกัน ก๊าซมีตระกูลเช่น เรดอน จะอยู่ตามลำพังอย่างมีความสุข และจะติดอยู่ที่ส่วนที่เย็นกว่าของท่อเท่านั้น เช่น ปลายนิ้วของคุณเกาะที่ด้านในของช่องแช่แข็ง ไม่ว่าอะตอม 114 อะตอมจะตกลงไปที่ใด นิวเคลียสของมันจะสลายตัวภายในไม่กี่วินาที และปล่อยรังสีอัลฟาออกมา จากนั้นนักวิจัยสามารถตรวจจับได้ว่าอะตอมติดอยู่ตรงไหนของท่อ

จนถึงตอนนี้ การทดลองได้นับการสลายตัวจำนวนหนึ่งที่ปลายด้านเย็น แต่ไม่มีเลยที่ปลายด้านอุ่น องค์ประกอบนี้ “ดูเหมือนจะไม่ทำตัวเหมือนตะกั่ว แต่เหมือนก๊าซมีตระกูลมากกว่า” Gäggeler กล่าว หากผลลัพธ์ไม่เป็นใจ เขากล่าวเสริมว่า “นี่จะเป็นครั้งแรกที่องค์ประกอบ … ไม่ทำงานอย่างที่คุณคาดหวังอย่างไร้เดียงสาตามกฎที่ควบคุมตารางธาตุ”

อย่างไรก็ตาม Pershina ไม่เชื่อ เฉพาะธาตุที่มีเลขอะตอมในช่วงทศวรรษที่ 160 หรือ 170 ซึ่งเกินขีดความสามารถในการผลิตในปัจจุบัน หากทฤษฎีสัมพัทธภาพเริ่มล้มล้างตารางธาตุ เธอกล่าว แต่ Gäggeler กล่าวว่าเขาเชื่อว่าด้วยข้อมูลที่มากขึ้น ทีมของเขาจะเอาชนะข้อกังขาได้

Credit : walkofthefallen.com
missyayas.com
siouxrosecosmiccafe.com
halkmutfagi.com
synthroidtabletsthyroxine.net
sarongpartyfrens.com
finishingtalklive.com
somersetacademypompano.com
michaelkorscheapoutlet.com
catwalkmodelspain.com