¿Por qué no hemos descubierto elementos más allá de 118, hasta el elemento 172?

Entonces, como Lucas Caetano ha descrito claramente, los elementos se forman en la naturaleza y artificialmente por los humanos. Casi todos los átomos alrededor se formaron en una supernova en algún momento en el pasado distante, y qué tipos particulares de átomos se encuentran son los restos fósiles de ese evento.

Cada núcleo es un acto de equilibrio entre las fuerzas atractivas de la fuerza nuclear fuerte que atrae a todos los nucleones pero tiene un rango muy corto, la descomposición de partículas (con mayor frecuencia neutrones pero a veces protones) por la fuerza débil y las fuerzas repelentes de la energía electromagnética. fuerza entre los protones.

Cuanto más grande es el núcleo, más difícil es este equilibrio. Las fuerzas repulsivas crecen con cada nuevo protón, la fuerza nuclear de corto alcance necesita más y más neutrones para equilibrar eso en todo el núcleo, y las caries se vuelven más probables con la adición de cada neutrón. Después de cierto punto, no hay nucleidos completamente estables, aunque algunos tienen una vida media lo suficientemente larga como para que todavía estén presentes. Pero la mayoría de los núcleos inestables ya no existen.

Esto es especialmente cierto para los núcleos en esa región 118+. ¡Hacer núcleos tan grandes es como tratar de hacer un castillo de naipes arrojando cartas sobre una mesa! ¡Seguro que pensarías, toma dos átomos de Cerio (número atómico 60), mételos y viola! Elemento 120! Solo que no funciona así. Forzar la unión de los dos núcleos es difícil, se necesita mucha energía para superar la repulsión de todas esas cargas positivas, y se necesita suficiente energía para permitir el aumento de energía en el núcleo (para construir núcleos sobre el hierro hay que poner más energía). Si pones demasiada energía, destruyes el núcleo inestable. Si pones muy poca energía, el núcleo se desmoronará. Es posible que esos números ni siquiera tengan una región entre ellos, por lo que probablemente esté condenado antes de comenzar. Pero si encuentras una combinación que funcione, y si pones la cantidad justa de energía, el núcleo aún se desmoronará en 0.0000000000000001s o menos de todos modos, ¡buena suerte tomando la instantánea para ese momento de instigram! Los científicos que sintetizaron elementos superiores a 100 más o menos lo hicieron eligiendo cuidadosamente los núcleos iniciales correctos, luego fueron muy listos para unirlos en las condiciones correctas y luego fueron muy inteligentes para medir el resultado.

Es un poco como uno de esos acertijos en los que necesitas sostener varias piezas exactamente a la vez que colocas otra justo así, y si estás un poco fuera de lugar, ¡todo se desmorona!

Pero puede ser más fácil en algún momento. Ciertos números de protones y neutrones crean núcleos más estables (al igual que ciertos números de electrones crean capas de electrones más estables). Estos se llaman ‘números mágicos’. Algunos núcleos tienen un número mágico de protones Y un número mágico de neutrones. Estos se llaman “doblemente mágicos”. Los núcleos cercanos a estos son más estables que otros, por lo que muchos investigadores esperan que a medida que avancemos en el próximo núcleo doblemente mágico [matemáticas] _ {126} ^ {310} Ubh [/ matemáticas] uno encuentre isótopos semiestables (aunque la mayoría esperar que aún se desintegran alfa).

¡Entonces, sigue mirando! Podría haber algunas cosas interesantes esperando.

Para responder esta pregunta lo mejor que pueda, primero explicaré algunos conocimientos previos que la persona que hizo la pregunta puede conocer o no.
Este “conocimiento” agregado podría ayudar al lector a comprender mejor mi respuesta.

Primero alguna teoría de los elementos “hechos por la naturaleza” y elementos “hechos por el hombre”.

Hecho por la naturaleza:

Durante la formación del universo hace unos 14 mil millones de años (el ‘Big Bang’), solo se formaron los elementos más ligeros: hidrógeno y helio (con trazas de litio y berilio). A medida que la nube de polvo y gases cósmicos del Big Bang se enfrió, se formaron estrellas, que luego se agruparon para formar galaxias.

Los otros 86 elementos encontrados en la naturaleza fueron creados por reacciones nucleares dentro de estas estrellas y en enormes explosiones estelares conocidas como supernovas.

Durante la mayor parte de sus vidas, las estrellas fusionan hidrógeno en helio. Dos átomos de hidrógeno se combinan en una serie de pasos para crear helio-4.
Cuando el núcleo de una estrella se queda sin hidrógeno, la estrella comienza a extinguirse. La estrella moribunda se expande en un gigante rojo , y esto ahora comienza a fabricar átomos de carbono fusionando átomos de helio.

Las estrellas más masivas comienzan una nueva serie de etapas de reacción. Los elementos formados en estas etapas varían desde oxígeno hasta hierro.
Durante una supernova , la estrella libera grandes cantidades de energía, así como neutrones, lo que permite la producción de elementos más pesados ​​que el hierro, como el uranio y el oro. En la explosión de supernova, todos estos elementos son expulsados ​​al espacio.

Nuestro mundo está literalmente formado por elementos formados en lo profundo de los núcleos de estrellas que ahora están muertas.

Artificial:

Los científicos, al permitir que los neutrones rápidos (extremadamente rápidos) colisionen con el isótopo común de uranio conocido como U-238 en un reactor nuclear, descubrieron el elemento ‘nuevo’ plutonio.
Al romper átomos juntos en máquinas conocidas como aceleradores de partículas, se descubrió que se podían hacer nuevos elementos.

Ahora, para tratar de responder la pregunta inicial.

Es cierto que los elementos “hechos por el hombre” tienen una vida extremadamente corta debido a su inestabilidad energética. Además, también es cierto que no se ha encontrado en la naturaleza ningún elemento superior al uranio.
Pero, aunque podemos construir algunos aceleradores de partículas bastante impresionantes en la Tierra, cuando se trata de lograr alta energía, no hemos construido nada que pueda compararse con los que existen naturalmente en el espacio.

Si no hemos podido encontrar elementos entre 118 y 172 es porque dichas partículas están ubicadas en áreas extraordinarias de alta energía y con una vida útil extremadamente corta. Hasta ahora, los humanos no han tenido la suerte de encontrar estas partículas a pesar de que podrían existir.

Además, la tecnología nunca deja de mejorar y avanzar. Con la tecnología disponible que poseen los humanos, aún no hemos podido sintetizar el elemento U-118.

Es casi seguro que encontraremos elementos más allá de 118, pero cuanto más grande es el átomo, más problemas se presentan al hacerlo. Actualmente fabricamos elementos de transuranio rompiendo dos átomos más pequeños juntos a velocidades cercanas a la luz, y con la esperanza de que los dos átomos se fusionen durante el tiempo suficiente para que podamos detectarlos. Cuanto más grandes son los átomos que tenemos que usar, más difícil se vuelve. Puede haber otras restricciones también. Una teoría orbital establece que alrededor del elemento 136, los orbitales de electrones crecerían tanto que los electrones tendrían que exceder la velocidad de la luz. Esto haría imposible que el átomo se forme incluso.

Por lo tanto, el uranio se considera el último elemento natural en este momento. Cualquier cosa después del uranio es sintética. La mayoría de estos elementos sintéticos no existen por mucho tiempo, ya que son muy inestables. Incluso si hacemos elementos después de 118, no serán lo suficientemente estables como para existir el tiempo suficiente. Además, hacer estos elementos tampoco es una tarea fácil. Entonces, al menos por ahora, tendríamos que estar satisfechos con lo que tenemos.

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