¿Es posible desmontar átomos y volver a unirlos como un átomo diferente?

Sí, esto es un negocio diario en institutos como el mío (ver: GSI – Nuevos elementos) o en Los Alamos (Futuros nucleares y de partículas) y muchas más instalaciones como esta.

Sin embargo, el desmontaje o la destrucción de un átomo (supongo que se refiere al núcleo atómico y no al átomo que ya se desarmaría si un electrón que hubiera eliminado, esto se llama “ion”) es el proceso más fácil de realizar mediante el uso radiactividad natural, donde los núcleos se separan por sí mismos. Todo lo que necesita es un bulto de material radiactivo natural, como el pitch-blende que contiene uranio que se somete a una fisión espontánea (el núcleo de uranio se divide en dos partes (núcleos) que tienen aproximadamente la mitad del número de nucleones del uranio.

Se vuelve un poco complicado si quieres “pegar” dos átomos juntos. Lo que es en gran medida un obstáculo es el hecho de que dos núcleos atómicos tienen carga positiva y, por lo tanto, se repelen entre sí. Así que tienes que pensar en formas de juntarlos lo suficientemente fuerte como para vencer la fuerza de Coulomb (ver: Ley de Coulomb – Wikipedia), pero para esto más adelante. La forma más “simple” de volver a poner los nucleones en un núcleo atómico es introducir algo de material en un reactor nuclear. En estos reactores hay muchos neutrones libres, partículas eléctricamente neutras en el núcleo, que no tienen que superar la repulsión de Coulomb como núcleos completos o protones (= núcleos de hidrógeno). Entonces, un neutrón, si tiene la velocidad correcta, puede acercarse a un núcleo y puede quedar atrapado o unido a un núcleo. Esto aumentará en el primer paso la masa nuclear y no cambiará el elemento químico, pero lo más probable es que el nuevo núcleo con un neutrón más no sea estable y sufrirá una desintegración beta. Debido a la desintegración beta, el neutrón se convierte en un protón y un electrón. El electrón es expulsado del núcleo y el protón permanecerá unido, y listo: tiene un nuevo núcleo con un número de protones más alto = el elemento químico en el recuadro a la derecha del elemento inicial en la tabla de elementos químicos (ver: neutrones capturar – Wikipedia). Un elemento creado de esta manera de uso “práctico” es el plutonio: Wikipedia, que se crea en reactores nucleares y se usa en bombas nucleares.

Si desea juntar dos núcleos (con carga positiva), uno debe superar la repulsión de Coulomb (como se mencionó anteriormente). Esto se puede hacer dando velocidades a los núcleos lo suficientemente altas como para cruzar la barrera de Coulomb – Wikipedia del núcleo para poder unir los dos núcleos. Esto se puede hacer mediante el uso del acelerador de partículas – Wikipedia o en reactores de fusión nuclear (ver: Fusion power – Wikipedia). Sin embargo, el proceso debe hacerse con gran cuidado con respecto a las energías (velocidades) que se utilizan para disparar un núcleo sobre el otro, ya que las energías demasiado bajas harán que el núcleo que rebota rebota en la pared de Coulomb y las energías demasiado altas causarán núcleos a destruir (un poco como tratar de clavar un clavo en una piedra …). Solo si elige la energía correcta, los dos núcleos se combinarán en uno nuevo. Este proceso se utiliza para producir “elementos superpesados” (ver: elemento Transactinida – Wikipedia, Fusión nuclear – Wikipedia)

Sí, pero probablemente no sea lo que esperas. La única forma de “desarmarlos”, después de todo, es aplastando otros átomos o neutrones / protones energéticos en sus núcleos. Pero esto significa que no tienes mucho control sobre cómo se rompen los átomos objetivo. Ejemplo: la fisión de los núcleos U235 produce un gran elemento humano, pero el bario, el estroncio, el cesio, el yodo y el criptón son los que vienen a la mente. Consulte Producto de fisión nuclear: Wikipedia para obtener una lista más completa. Estos no se recombinan espontáneamente para formar otros átomos, pero se someten a la desintegración beta para obtener otros elementos (son demasiado pequeños para la desintegración alfa).

Usted tiene aún menos control sobre cómo se agrupan, si lo hacen. Entonces obtienes muchos subproductos, es una forma muy ineficiente de obtener los “átomos diferentes”. Es por eso que se usa solo para verificar la teoría o para obtener núcleos muy raros que simplemente no se pueden obtener de otra manera, como el Po210 que el Kremlin usó para asesinar a Litvinenko.

Incluso podría tener que tomar los núcleos que salieron de la primera reacción y pasarlos por otro acelerador de partículas. Eso le da un poco más de control sobre si “se agrupan de nuevo”, pero no mucho, y requiere mucha energía.

Si.

Los elementos se definen por la cantidad de protones que tienen. Existen varios métodos para transmutar elementos, como el bombardeo de partículas alfa o de protones, o el uso de corrientes de partículas beta para hacer que un neutrón se convierta en un protón.

Desarmar átomos es menos práctico, pero puedes usar elementos radiactivos que tienen núcleos inestables. Estos se descomponen en elementos más ligeros al emitir partículas alfa, partículas beta y rayos gamma. Podría usar el bombardeo de protones o una corriente de partículas beta para transmutar un producto de desintegración radiactiva en un elemento más pesado.

No.

Las partículas constituyentes son idénticas aparte del espín opuesto. Para un átomo dado, solo hay una solución para la disposición de ese conjunto exacto de partículas, nuevamente, aparte de los isómeros de espín.

Entonces, aparte del giro, no hay forma de distinguir dos de estos átomos, y los átomos individuales no tienen historia. Por lo tanto, ni siquiera se puede saber cuánto tiempo hace que se creó un átomo. Ni siquiera si es radiactivo.

La falta de historia atómica no excluye materiales que datan incidentalmente. Los métodos de datación radioactiva cuentan las proporciones de diferentes isótopos o son transmutativos a nivel atómico. Sin embargo, existen métodos de datación no destructivos, como la datación por quimio-termoluminiscencia de los materiales, pero se basa en la estimación del daño acumulativo.

Para subrayar el hecho de que los átomos son realmente idénticos, puede colocar los átomos en un estado de superposición para que incluso esas propiedades que permiten la contabilidad individual se puedan perder.