Une équipe de chercheurs du Laboratoire national Lawrence Berkeley en Californie a annoncé aujourd’hui la création du livermorium, ou élément 116, en utilisant pour la première fois un faisceau de particules de titane.
Cette avancée rapproche les scientifiques de l’île de stabilité, un concept théorique où les éléments superlourds pourraient avoir une durée de vie prolongée, facilitant ainsi leur étude.
« Nous avions besoin que la nature soit bienveillante, et elle l’a été », a déclaré Reiner Kruecken, directeur des sciences nucléaires au Berkeley Lab, dans un communiqué. « Nous pensons qu’il faudra environ dix fois plus de temps pour produire l’élément 120 que pour le 116. Ce n’est pas simple, mais cela semble désormais réalisable. »
La découverte de l’équipe a été annoncée aujourd’hui lors de la conférence Nuclear Structure 2024. Le document de recherche sera bientôt publié sur le dépôt de préimpression arXiv et a été soumis à la revue Physical Review Letters.
Production de l’élément 116 grâce à un faisceau de titane
Les chercheurs ont utilisé un faisceau de titane-50 (un isotope spécifique de l’élément) pour tenter de générer l’élément 116, le livermorium. Ils ont réussi, faisant de cet élément le plus lourd jamais créé au Berkeley Lab. Les chercheurs de ce laboratoire ont participé à la découverte de 16 éléments, allant du technétium (43) au seaborgium (106).
« Nous sommes très confiants que nous observons l’élément 116 et ses particules filles », a déclaré Jacklyn Gates, une scientifique nucléaire au Berkeley Lab qui a dirigé cette récente initiative. « Il y a environ une chance sur un trillion que ce soit une coïncidence statistique. »
Pour transformer le titane en faisceau, les scientifiques ont chauffé un morceau de l’élément jusqu’à ce qu’il commence à se vaporiser à près de 1 649 degrés Celsius (3 000 degrés Fahrenheit). Ensuite, l’équipe a bombardé le titane avec des micro-ondes, retirant 22 de ses électrons et préparant les ions à être accélérés dans le cyclotron de 88 pouces du Berkeley Lab.
Les ions de titane ont été dirigés vers une cible — en l’occurrence, du plutonium — et des trillions d’ions ont frappé la cible chaque seconde pour fusionner en un élément totalement différent. Au total, l’équipe a produit deux atomes de livermorium au cours de 22 jours d’opérations. L’utilisation du titane dans un faisceau représente une nouvelle méthode de création d’éléments plus lourds ; auparavant, les éléments 114 à 118 avaient été fabriqués avec un faisceau de calcium-48.
« Lorsque nous essayons de créer ces éléments incroyablement rares, nous nous tenons à la limite absolue de la connaissance et de la compréhension humaines, et il n’y a aucune garantie que la physique fonctionnera comme nous l’attendons », a déclaré Jennifer Pore, physicienne nucléaire dans le groupe des éléments lourds du Berkeley Lab. « La création de l’élément 116 avec du titane valide que cette méthode de production fonctionne et nous pouvons désormais planifier notre recherche de l’élément 120. »
À venir : la recherche de l’élément 120
Si l’équipe réussit dans cette quête, elle pourrait créer l’élément 120, qui serait l’atome le plus lourd jamais produit. L’élément 120 ferait partie de l’île de stabilité, une catégorie d’éléments superlourds qui survivraient plus longtemps que les éléments superlourds découverts jusqu’à présent.
Selon le communiqué du laboratoire, la tentative de création de l’élément 120 pourrait commencer en 2025, après quoi il faudrait plusieurs années pour produire l’élément si l’équipe réussit. Les physiciens travaillent dans les profondeurs du tableau périodique, avec l’objectif de découvrir une limite encore plus lourde et plus durable pour l’atome.
