lunes, 11 de junio de 2018

Predicen el fin de la tabla periódica tal como la conocemos

La Tabla Periódica de Elementos Químicos, que en 2019 cumplirá 150 años, puede estar al final de su recorrido tal como se la conoce en la actualidad.

En 2016, la tabla creció con cuatro elementos nuevos: nihonio, moscovio, tennessina y oganesón. Sus números atómicos (113, 115, 117 y 118, respectivamente), el número de protones en el núcleo, son muy altos, de forma que estos elementos se caracterizan por ser muy pesados e inestables. Sin embargo, también resulta muy interesante estudiar sus propiedades.

Hizo falta una década y un esfuerzo considerable para poder crear estos últimos cuatro elementos. Y, mientras ya se trabaja en producir elementos más pesados, los científicos se preguntan hasta dónde puede llegar la tabla periódica y la creación de nuevos elementos químicos no presentes en la naturaleza. Algunas respuestas se pueden encontrar en un artículo reciente de «Nature Physics Perspective», de Witek Nazarewicz, físico de la Michigan State University.

El límite parece estar en los 172 protones en los núcleos, que es el límte impuesto por la fuerza nuclear fuerte. Esa fuerza es lo que impide su desintegración, pero solo por unas pocas fracciones de segundo. Por encima de ese número, en teoría es imposible lograr que los núcleos se cohesionen.

¿Un nuevo tipo de átomo?
Estos núcleos hechos en laboratorio son muy inestables y se descomponen espontáneamente poco después de formarse. Para los más pesados que oganesón (el 118, el más pesado hasta el momento), esto podría ser tan rápido que les impide tener suficiente tiempo para atraer y capturar un electrón para formar un átomo. Esto implicaría que pasarían toda su «vida» en forma de congregaciones de protones y neutrones.

Si ese es el caso, esto desafiaría la forma en que los científicos definen y entienden hoy los «átomos». Ya no se los puede describir como un núcleo central con electrones que orbitan como planetas alrededor del sol. Y en cuanto a si estos núcleos se pueden formar en absoluto, sigue siendo un misterio.

Los científicos se están moviendo poco a poco en la búsqueda de estas respuestas,, sintetizando elemento por elemento, sin saber dónde va a estar el final. La búsqueda del elemento 119 continúa en varios laboratorios, principalmente en el Instituto Conjunto de Investigación Nuclear en Rusia, en GSI en Alemania y RIKEN en Japón.

«La teoría nuclear carece de la capacidad de predecir de manera fiable las condiciones óptimas necesarias para sintetizarlas, por lo que debemos hacer conjeturas y llevar a cabo experimentos de fusión hasta que encontremos algo. De esta forma, podremos seguir adelante durante años", dijo Nazarewicz.

Una nueva fila en la tabla periódica
Si se sintetizase el elemento 119, la tabla periódica añaidría una octava fila o periodo. Nazarewicz dijo que el descubrimiento podría no estar muy lejos: «Pronto. Podría ser ahora, o en dos o tres años. No lo sabemos. Los experimentos están en curso».

Otra pregunta interesante sigue siendo si se pueden producir núcleos superpesados en el espacio. Se cree que se generar en fusiones de estrellas de neutrones, una colisión estelar tan poderosa que literalmente sacude el tejido mismo del universo.

El desafío aquí es que los núcleos pesados son tan inestables que se descomponen mucho antes de agregar más neutrones y formar estos núcleos superpesados. Esto dificultaría su producción en estrellas. La esperanza es que a través de simulaciones avanzadas, los científicos puedan «ver» estos núcleos elusivos a través de los patrones observados en los elementos sintetizados.

Los científicos seguirán buscando estos elementos más pesados a medida que progresan las capacidades experimentales. Mientras tanto, solo pueden preguntarse qué fascinantes aplicaciones tendrán estos elementos tan exóticos.
«No sabemos qué aspecot tendrán, y ese es el desafío», dijo Nazarewicz. «Pero lo que hemos aprendido hasta ahora podría significar el final de la tabla periódica tal como la conocemos», concluyó.





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