Rudolf Cole
0 
5230
737
Purtând fascicule de protoni și lasere, fizicienii au deblocat pentru prima dată unul dintre secretele cheie ale elementului cel mai rar produs pe Pământ: astatine.
Astatina este un „halogen”, ceea ce înseamnă că împarte proprietățile chimice cu fluorul, clorul, bromul și iodul (toate elementele care se leagă de obicei cu metalele pentru a forma săruri). Însă, cu 85 de protoni, este mai greu decât plumbul și este extraordinar de rar pe Pământ - cele mai rare elemente care apar în mod natural în scoarța terestră, conform cărții chimiste John Emsley din 2011 „Nature's Building Blocks” (Oxford University Press). Se formează din uraniu și toriu în descompunere, iar cea mai stabilă versiune a sa, sau izotopul (numit astatine-210) are o durată de viață de doar 8,1 ore - așa că, dacă ați găsi o schemă dimineață, jumătate din ea ar fi dispărut. până seara.
Este atât de rar încât până de curând, cercetătorii nu reușiseră niciodată să adune suficient de mult pentru a testa cum interacționează cu electronii. Aceasta este o problemă, în parte, deoarece unul dintre izotopii săi radioactivi, astatina-211 are potențialul de a fi util în terapiile pentru cancer. Dar cercetătorii nu erau siguri cât de probabil este să atragă electroni și să formăm ioni negativi, care ar putea dăuna celulelor sănătoase. O nouă lucrare schimbă asta.
Proiectul pentru înțelegerea astatinei s-a desfășurat la ISOLDE, partea din centrul de cercetare fizică a particulelor CERN, care se concentrează pe explozia fasciculelor de protoni împotriva țintelor calde și grele, realizate din diferite elemente chimice
Legate de:Cele mai mari 18 mistere nesoluționate din fizică
Pentru acest efort, cercetătorii au tras protonii la o țintă formată din atomi de toriu, un element instabil cu 90 de protoni. Asta a produs o zdrobire de noi atomi, inclusiv astatina-211.
Filtrând astatina-211 din restul atomilor, cercetătorii au construit un stoc suficient de mare de substanțe radioactive în continuă decădere pentru a-l folosi în experimentele lor cu laser. Lumina focalizată poate bate în jurul electronilor pe un atom, permițând cercetătorilor să facă măsurători precise ale comportamentului lor.
Într-o lucrare anterioară, publicată în 2013 în revista Nature Communications, echipa ISOLDE a măsurat energia de ionizare a astatinei: cât de dificil este să scoți un electron din atom. Acum, într-o lucrare din 30 iulie, publicată și în Nature Communications, ei au calculat afinitatea electronilor: cât de ușor izotopul atrage noi electroni.
LEGATE DE-Fizica misterioasă a 7 lucruri cotidiene
-7 fapte ciudate despre quarks
-Ce e aia? La întrebările dvs. de fizică a răspuns
Energia de ionizare a fost de aproximativ 9.31752 electronvolți. Afinitatea electronilor este de aproximativ 2.41579 electronvolți. Împreună, aceste două numere formează o imagine completă a modului în care elementul greu și rar interacționează cu electronii. (Implicațiile practice complete ale acestor numere vor dura ani întregi pentru a fi înțelese, însă determinarea precisă a acestora este un obstacol major depășit.)
Legate de: Cele mai mici particule ale naturii (infografice)
ISOLDE a trumpit rezultatul ca confirmare a lucrărilor de modelare teoretică care se desfășurau în același timp în laborator. Consecința imediată a acestui rezultat ar putea fi pentru cercetarea cancerului, a spus ISOLDE. Astatine-211 eliberează particule alfa pe măsură ce se descompune, barbă radioactivă formată din protoni și neutroni care pot ucide celulele canceroase. Dar determinarea modului de utilizare a sărurilor astatine radioactive în terapiile pentru cancer necesită o înțelegere profundă a modului în care elementul creează ioni negativi. Deoarece astatina înfășoară electroni din molecule din celulele sănătoase din organism, îi transformă în ioni negativi, care pot dăuna celulelor sănătoase. Cercetătorii au nevoie de o înțelegere precisă a acestui proces pentru a oferi cele mai bune terapii.
În cele din urmă, a spus ISOLDE, tehnicile lor ar putea debloca misterul super-greutăților - elemente care există doar pe scurt în laboratoare în cantități minuscule, cu proprietăți pe care oamenii de știință abia le înțeleg deloc..
Vezi toate comentariile (0)