Il y a une certaine effervescence dans les laboratoires de physique nucléaire de Berkeley. Une équipe de chercheurs s'apprête à ajouter une nouvelle pièce au tableau périodique1, ce système de catalogage des éléments que nous avons tous étudié à l'école. Mais cette fois il ne s’agit pas d’un simple ajout au tableau périodique : élément 120 c'est tellement énorme qu'il faudra créer une toute nouvelle ligne. Un défi qui pourrait réécrire les livres chimie.
Le défi des super éléments du tableau périodique
Le tableau périodique actuel héberge 118 éléments, de l'hydrogène avec un seul proton jusqu'àoganesson, introduit le 30 décembre 2015, qui contient au moins 194 particules subatomiques dans son noyau. Ce système de classification, fondamental pour la chimie moderne, est sur le point de connaître un tournant historique : l’ajout d’une toute nouvelle rangée pour accueillir des éléments encore plus lourds.
La recherche, publiée dans la revue Physical Review Letters (je te le mets en lien ici), montre une nouvelle approche prometteuse. Dr Jacklyn Gates, scientifique nucléaire de Lawrence Berkeley National Laboratory, a conduit l’équipe à cette découverte révolutionnaire. Leur méthode ? Bombardement d'isotopes de plutonium avec des ions de titane vaporisés.
Mais ce n’est pas seulement l’élément 120 qui est dans le viseur des chercheurs. Il y a aussi leélément 119, temporairement appelé ununennio2, qui attend d’être synthétisé. Ces deux éléments sont si massifs qu’ils nécessitent une restructuration complète du tableau périodique tel que nous le connaissons.
Un nouvel élément qui demande de la patience
Le processus de création est incroyablement complexe et nécessite une patience monumentale. Dans le laboratoire de Berkeley, il a fallu plus de 22 jours de bombardement continu pour créer seulement deux atomes de Livemorium.3 (article 116). Qu'en est-il de l'élément 120 ? Deuxième Reiner Kruecken, un autre scientifique de l'équipe, pourrait prendre dix fois plus de temps.
Il cyclotron Le navire de 88 pouces du Berkeley Lab fonctionne sans cesse, tirant des ions de titane sur les isotopes du Californie. C'est comme essayer d'atteindre une cible microscopique en mouvement, mais avec des conséquences potentiellement révolutionnaires pour la science. Le défi est énorme, mais les possibilités de succès n’ont jamais été aussi concrètes. Comme il l'a déclaré Kruecken: "Ce n'est pas facile, mais maintenant cela semble faisable."
A la recherche de l'îlot de stabilité
Lorsque nous essayons de créer ces éléments incroyablement rares, nous sommes à la limite absolue de la connaissance et de la compréhension humaines, et rien ne garantit que la physique fonctionnera comme prévu.
Ces mots de Jennifer Pore, scientifique nucléaire au Berkeley Lab, résume parfaitement l'enthousiasme et l'incertitude de cette recherche.
Les éléments superlourds ont tendance à se décomposer rapidement après leur formation. Cependant, les chercheurs émettent l'hypothèse de l'existence d'un « îlot de stabilité » : un espace dans lequel ces éléments, ayant atteint une certaine taille, ils pourraient rester intacts plus longtemps. Pour faire quoi?
Tableau périodique « étendu », les implications pour l’avenir de la chimie
La création de l’élément 120 n’est pas seulement une réussite scientifique : elle pourrait ouvrir la porte à une nouvelle ère dans la compréhension de la matière. Si cet élément atteint effectivement « l’îlot de stabilité », nous pourrions étudier des propriétés chimiques complètement nouvelles et inexplorées.
La recherche sur les éléments superlourds révolutionne déjà notre compréhension des lois fondamentales de la physique nucléaire. Chaque nouvel élément découvert ajoute une pièce au puzzle de la matière, nous aidant ainsi à mieux comprendre le fonctionnement de l'univers au niveau atomique.
Un défi technologique sans précédent
Il Berkeley Lab il n'est pas étranger à ces entreprises. Le laboratoire a une longue histoire de découverte de nouveaux éléments, mais cette fois le défi est particulièrement ambitieux. La technologie nécessaire pour créer Element 120 repousse les limites de nos capacités actuelles.
Le cyclotron utilisé pour ces expériences est une merveille d’ingénierie moderne, capable d’accélérer des particules à des vitesses incroyables. Mais même avec cette technologie de pointe, créer un nouvel élément reste une prouesse aux limites du possible. Patience et persévérance sont les clés de cette quête. Comme c’est le cas pour de nombreuses grandes découvertes scientifiques, le succès est peut-être imminent, ou il faudra peut-être des années d’essais. Mais une chose est sûre : nous sommes plus près que jamais de réécrire le tableau périodique.
