この主張は単純に聞こえる。日本の物理学者は、周期表の境界に位置する新しい超重原子、元素 113 を作ったと言っている。ただし、裏話ははるかに複雑です。そしてそれは、新しい超重元素を発見するという仕事がいかに難解であるかを示しています。
物理学者が元素 113 の発見を主張したのはこれが初めてではありません。カリフォルニア州のローレンス リバモア国立研究所とロシアのドゥブナにある合同核研究所の研究者の共同研究により、2003 年に元素の製造が報告されました。日本のチームは、和光の理化学研究所仁科加速器科学研究センターに拠点を置く研究者らは、2004 年に同様の主張を行った。ドイツのダルムシュタットにある GSI 核研究所の核化学者である Christoph Düllmann は、理研チームは現在、「非常に強力な主張」を行っていると述べています。 「私たちは明らかに彼らを祝福しなければなりません。これには何年も何年もの作業が必要でした.」他の人は、誰が発見の功績を認めるべきかについて判断を留保していると述べています.
元素の化学的同一性は、原子核内の陽子の数 (原子番号) によって決まります。ウランの 92 より大きい原子番号を持つすべての元素は、地球上に自然には存在せず、原子炉、核爆発、または粒子加速器を使用して生成する必要があります。伝承では、どの研究室が新しい元素を作ってもその名前を示唆するものであり、そのため、支配的な 3 番目の研究室であるローレンス・バークレー研究所の後に、すでにドブニウム (元素 105)、ダルムスタチウム (元素 110)、およびバークリウム (元素 97) が存在します。超重元素の分野。理研の研究者はブロックの新しい人であり、要素113が確認されれば、彼らの最初の公式発見となる.
物理学者は、重金属のターゲットフィルムを取り、それを軽い核のビームで攻撃することにより、超重元素を作ります。非常にまれに、発射体の 1 つが核に正面から衝突し、衝突の力でフォイルから飛び出す複合核を形成します。原子核は、重く計装されたシリコンのブロックである検出器に到達する前に、余分なエネルギーを放出するためにいくつかの中性子を吐き出します。そこに到達すると、研究者は崩壊のタイミングと崩壊生成物のエネルギーを検出できます。
核が分裂する、つまり「分裂」するだけの場合、研究者にはほとんどわかりません。代わりに、アルファ粒子 (2 つの陽子と 2 つの中性子) を放出して「娘核」を生成し、それが別のアルファを放出する場合、彼らはより多くのことを学びます。アルファ崩壊のタイミングとエネルギーは、元の原子核に戻る鎖のすべてのメンバーの正体を明らかにします。そして、鎖の 1 つのメンバーが以前に研究された核である場合、その崩壊特性が実際のシーケンス全体を固定します。
そのアンカー崩壊は、元素 113 の検索で行方不明になっています。2003 年に、Dubna のチームは、アメリシウムにカルシウムを衝突させて元素 115 の原子を生成し、それがすぐに 113 に崩壊し、次に軽い元素になることによって、その 1 つの原子を作成したと主張しました。 .その後、チームはさらに 3 つの同様のチェーンを発見しました。理研の研究者は、亜鉛をビスマスに叩きつけるというわずかに異なる技術を使用し、2004 年に元素 113 の 1 つの原子を検出し、2005 年に別の原子を検出しました。しかし、検出された崩壊連鎖のいずれにもアンカー崩壊は含まれていませんでした。そのため、昨年、周期表の管理者である国際純粋応用化学連合 (IUPAC) と国際純粋応用物理連合 (IUPAP) は、どちらのチームも発見を主張できないと決定しました。
理研チームのリーダーである森田浩介氏は、彼のチームの新しい結果である単一の崩壊は、これらの欠点を克服すると述べています。チームの最初の 2 回の崩壊では、アルファ線が 4 回放出され、原子量 262 のドブニウムの原子核が生成され、核分裂によって分裂しました。しかし、ドブニウム 262 には、より多くのアルファ崩壊を含む別の崩壊経路があることが知られています。そして森田のチームの 3 番目の原子はその経路をたどり、以前に研究されたローレンシウム 258、続いてメンデレビウム 254 に崩壊し、その後、研究者が Journal of the Physical Society of Japan で今週報告しているように、分裂した。 . 「森田とチームは非常に良い主張をしています。それは既知の同位体の非常に良い着陸点です」と、カリフォルニア州ローレンス・バークレー国立研究所のハイノ・ニッチェは言います。
ゲーム、セット、マッチ？そうではありません。 Dubna の研究者は、今年初めに IUPAC と IUPAP に提出した、彼らの主張を裏付ける追加の証拠も蓄積しています。 Dubna の研究者は現在、5 つの異なる質量を持つ元素 113 の合計 56 個の原子を作成したと、チーム リーダーの Yuri Oganessian は述べています。ダブナのチームは日本人とは異なるターゲットと発射体を使用したため、彼らの崩壊連鎖はすべてドブニウムの核分裂で終わります。しかし、ドブニウムの化学は以前に研究されていたので、チームは崩壊する前に化学的手段によって崩壊連鎖の最後の単一原子を特定することができました. 「あなたは彼らを称賛しなければなりません」とニッチェは言います。 「しかし、結果は明白ではありません。完全に納得していない専門家が何人かいます。」
Oganessian は、IUPAC と IUPAP がこの発見の功績を認めるべきだと考えている人物については言及を避けた。 「専門家が決定を下す前に、専門家の仕事に直接関係する問題について話し合うことは、非倫理的で不正確です」と彼は言います。しかし、114 番元素と 116 番元素は、アンカー崩壊の実証なしでクレジットされていることに彼は注意しています。最終的には、決定は科学的な好みの問題かもしれない、と GSI の Düllmann は言う。
