عنصری که نیست

آیا به راستی عنصر ابرسنگینی، سنگین‌تر از هر آنچه پیش از این در طبیعت کشف شده یا در آزمایشگاه ساخته شده بود، به طور طبیعی در صخره‌های سیاره زمین وجود دارد؟ گروهی از فیزیکدانان می‌گویند در محلولی تهیه شده از آب‌های معدنی، اتم‌هایی را یافته‌اند که به طور استثنایی سنگین‌اند و می‌توانند صد و بیست‌ودومین عنصر جدول تناوبی باشند.
اما سایر دانشمندان به ادعای این گروه به شدت مشکوک‌اند. سنگین‌ترین عنصر شناخته شده در طبیعت اورانیوم است که تنها ۹۲ پروتون دارد. در واقع این تعداد پروتون باعث می‌شود در جدول تناوبی، اورانیوم ۳۰ پله پایین‌تر از این عنصر جدید قرار بگیرد. البته فیزیکدانان توانسته‌اند در آزمایشگاه عناصری خلق کنند که تا ۱۱۸ پروتون نیز داشته باشند اما این عناصر آزمایشگاهی به شدت ناپایدار‌ند. آمنون مارینوف (A. Marinov)، از دانشگاه اورشلیم هدایت گروهی را بر عهده داشت که محلول پالایش شده‌ای از عنصر توریم (Th، عنصر نودام) را با عبور آن از دستگاه طیف‌سنج جرمی، مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند. در واقع طیف‌سنج جرمی دستگاهی است که می‌تواند جرم اتم‌های منفرد را اندازه‌گیری کند. جرم اتمی توریم باید به طور طبیعی ۲۳۲ باشد (با احتساب نوترون‌ها)، اما جرمی که آنها مشاهده کردند بسیار بیشتر از این مقدار بود؛ درست ۲۹۲.
این مقدار سنگین‌تر از هر اتمی است که تاکنون شناخته شده است. اما مولکول‌ها به راحتی می‌توانند به این سنگینی باشند، بنابراین مارینوف تصور کرد که احتمالا مولکول‌های هیدروکربن موجود در روغن به کار رفته در دستگاه آزمایش باعث چنین خطایی شده‌اند. اما به گفته مارینوف، آزمایش‌ها هیچ آلودگی‌ای نشان ندادند. به گفته مارینوف «جرم هر مولکولی که فکر کنید در آن آزمایشگاه می‌توان پیدا کرد نیز اندکی کمتر از این مقدار خواهد بود.» در عوض مارینوف مدعی است که این جرم می‌تواند به شکل ایزوتوپی با ۱۷۰ نوترون، جایگاه عنصر ۱۲۲ یا ایزوتوپی با ۱۶۸ نوترون جایگاه عنصر ۱۲۴ در جدول تناوبی را به خود اختصاص دهد. محاسبات نشان می‌دهند که هر دوی این ایزوتوپ‌ها به خاطر وقوع نوعی واپاشی رادیواکتیو در حد چند نانوثانیه، باید بی‌نهایت ناپایدار باشند. بنابراین مارینوف به این فکر افتاد که این هسته‌ها احتمالا باید در حالت خاصی از برانگیختگی باشند. حالتی به شدت‌تغییر شکل یافته که به اعتقاد او می‌تواند بیشتر دوام بیاورد. در واقع اگر حتی بپذیریم چنین مقدار ناچیزی از این ماده پس از ۵/۴ میلیارد سال هنوز در صخره‌های زمین باقی مانده است، این ماده باید نیمه عمری بیشتر از ۱۰۰ میلیون سال داشته باشد. این بخش از بحث، به گفته رولف دیتمار هرزبرگ (R. Herzberg)، فیزیکدان هسته‌ای در دانشگاه لیورپول «لزوما مضحک نیست. ما حالت برانگیخته‌ای در ایزوتوپ تانتالوم-۱۸۰ را سراغ داریم که عمری بسیار طولانی و در حد یک میلیون میلیارد سال دارد.»
اما هرزبرگ از جهات دیگر نیز تحت تاثیر این ماجرا قرار نگرفت. به گفته هرزبرگ «سوراخ‌های گشادی در این مقاله به چشم می‌خورد. اگر بپذیریم که مقدار ناچیزی از این ماده در محلول تصفیه شده توریم به جا مانده است، پس باید در سنگ‌های معدنی طبیعی مقادیر بیشتری از آن وجود داشته باشد. بنابراین آنچه مضحک به نظر می‌رسد، این است که بپذیریم هیچ‌کس تاکنون آن را کشف نکرده بود.» هرزبرگ علاوه بر این، خاطرنشان کرد که هسته‌ای در این ابعاد و با چنین حالت تغییر شکل یافته‌ای بیشتر به این سمت گرایش دارد که متحمل شکافت هسته‌ای شود و به دو نیم درآید. کنت گرگوریچ (K. Gregorich)، از آزمایشگاه لاورنس برکلی در کالیفرنیا نیز نسبت به این ماجرا بسیار مشکوک است. به گفته گرگوریچ «در این نوع دستگاه‌های طیف‌سنج جرمی مشکلاتی وجود دارد. برای ادعای کشف عنصری جدید باید مدارک و شواهدی بهتر از این داشت.
در واقع تفسیر عموم از این ماجرا این خواهد بود که باید مشکلی در تکنیک‌شان وجود داشته باشد.» در واقع اگر ایزوتوپ ابرسنگین پایداری وجود داشته باشد، باور دانشمندان بر این است که به احتمال فراوان تعداد نوترون‌های آن بیش از آن حدی خواهد بود که گروه مارینوف ادعا کرده است. دانشمندان بر این باورند که یک «جزیره پایداری» به جای ایزوتوپ ۱۷۰ نوترونی مارینوف باید دور و بر ایزوتوپ‌هایی با ۱۸۴ نوترون وجود داشته باشد، ایزوتوپ‌هایی که هنوز سنتز نشده‌اند.


Newد Scientist, May. ۰۲, ۲۰۰۸
کیوان فیض‌الهی

منبع : روزنامه کارگزاران