علماء يكتشفون خمس أنوية ذرّية جديدة

تمكنَ علماءُ من مختبرِ لورانس ليفرمور Lawrence Livermore في أمريكا، بالتعاونِ مع باحثينَ دوليينَ من كلّ من الهندِ وألمانيا واليابان وروسيا، من اكتشافِ خمسِ أنويةٍ ذريةٍ جديدةٍ، ليتمّ بذلكَ توسيعُ جدولِ النّظائرِ الحاليِّ ليشملَ المزيدَ من الأنوية. وكما هو حالُ العناصرِ، فإنّ هناكَ جدولٌ خاصّ بالأنوية؛ يدلّ المحورُ الشاقوليّ فيه على عددِ النيترونات، والمحورُ الأفقيّ على عددِ البروتونات.

ركّزت الدراسةُ التي أجراها العلماءُ على تطويرِ طرقٍ جديدةٍ لاصطناعِ عناصرَ فائقةِ الثقل، فحصلوا على خمسِ أنويةٍ جديدةٍ؛ ثلاثةٍ منها هي نظائرُ لعناصرِ البيركيليوم (Bk) والنِبتونيوم (Np) واليورانيوم (U)، ونظيرينِ لعنصرِ الأميريسيوم.(Am) وقد تم نشرُ النتائجِ التي توصلَ إليها الباحثونَ في مجلةِ Physics Letters B

لكلّ عنصرٍ كيميائيّ عدةُ نظائر، وهذهِ النظائرُ هي ذراتٌ للعنصرِ ذاتِهِ تتشابهُ معهُ في عددِ البروتونات ولكنها تختلفُ معهُ في عددِ النيترونات، وهذا الاختلافُ هو ما يميّزُها عن بعضها البعضِ ويمنحُها التفاوتَ في الكُتَل، وقد تبيّنَ أن النظائرَ المُكتشفةِ تمتلكُ عدداً أقلّ من النيترونات، لذا فهيَ أخفّ وزناً.

يحتوي الجدولُ الدوريّ على 114 عنصرٍ، ويصلُ مجموعُ عددِ النظائرِ المؤكّدة لجميعِ هذه العناصرِ إلى 3000 نظير، ولكن وفقاً للتقديراتِ العلميةِ، فإنّ هنالكَ أكثرُ من 4000 نظيرٍ لم يتمّ اكتشافُهم بعد، ونظراً إلى صغرِ عددِ النيتروناتِ في هذهِ النظائرِ، فإنّ التركيبَ النوويّ لهم يُعتبَرُ استثنائياً، ما يشكّلُ بيئةً جيدةً للعلماءِ والباحثينَ لدراسةِ وتطويرِ نماذجِ نظريةٍ تصفُ النُوى الذريّة.

يقولُ Dawn Shaughnessy وهو أحدُ المشاركينَ في التجربة: "هذهِ النتائجُ تدفعُ بحدودِ معرفتِنا حولَ التركيبِ النوويّ إلى الحدود ... فحينَ تدركُ أن اليورانيوم الطبيعيّ يمتلكُ 146 نيوترون بينما يمتلكُ النظيرُ المكتشفُ حديثاً 124 نيوترون، فإننا لا نزالُ نحتاجُ الكثيرَ لنتعلمهُ عن التركيبِ النوويّ والقوى التي تحافظُ على تماسكِ النّواة"

يُضافُ إلى أهميةِ الإكتشافِ اعتبارُهُ الإثباتَ الأولَ لطريقةٍ جديدةٍ لإنتاجِ مثلِ هذهِ الأنويةِ الغريبة.

إذ قامَ العلماءُ بتسليطِ سيلٍ من أنويةِ الكالسيومِ المتسارعةِ نحو طبقةٍ رقيقةٍ من مادةِ الكوريوم (curium)، والتي يصلُ سمكُها إلى 300 نانومتر، وقاموا بدراسةِ التّصادمِ بينَ أنويةِ المادّتينِ، فوجدوا أنّ نواتيّ المادّتينِ قد شكّلتا نظاماً مركباً لفترةٍ وجيزةٍ من الزمن. وقبل أن يتحطّمَ النظامُ المركبُ، لاحظَ العلماءُ أنه بعد جزءٍ صغيرٍ جداً من الثانيةِ، تتبادلُ النواتانِ عدداً من مكوناتهما (البروتونات والنيترونات)، وفي نهايةِ هذا التبادلِ تنتجُ عدةُ أنواعٍ من النظائر.

لقد كانت النظائرُ الخمسةُ المُكتشةُ نتيجةً لتجربةِ الاصطدامِ هذه، وهي غيرُ مستقرةٍ وتضمحلّ خلالَ أجزاءٍ منَ الألف من الثانية أو خلالَ ثوانٍ وفقاً لنوعِ النّظير. يمكنُ فصلُ نواتِجِ الاضمحلالِ وتحليلِها ودراستِها باستخدامِ مرشّحاتٍ خاصّةٍ تتكوّنُ من حقولٍ كهربائيةٍ ومغناطيسية. وقد تمكنَ العلماءُ من التعرّفِ على النظائرِ الجديدةِ التي نتجت من الاصطدامِ بالتحليلِ الدّقيقِ لنواتجِ اضمحلالِ هذهِ النظائرِ نتيجةَ عدمِ استقرارها.

يُذكر أن مختبرَ لورانس ليفرمور قد انخرطَ في أبحاثِ العناصرِ الثقيلةِ منذِ بداياتِه في عام 1952، وقد شاركَ سابقاً في اكتشاف ستةِ عناصر.

المصدر: هنا