¿Es posible que haya elementos súper pesados ​​(por ejemplo, 200 protones) en el universo que sean estables?

Es posible, pero el hecho de que no hayamos encontrado ejemplos naturales, junto con la dificultad de crearlos artificialmente, son buenos argumentos de que cualquier “estabilidad” en este ámbito será muy relativa.

El elemento más pesado observado en la tabla hasta la fecha es Livermorium, número atómico 116, el isótopo más estable observado es Lv-293, que tiene una vida media de 60 milisegundos . El descubrimiento tiene solo unos 15 años y la investigación está en curso; Hasta la fecha, la cantidad de átomos de livermorium observados por la ciencia es de un solo dígito.

El proceso de creación de superpesados ​​es arduo, aunque ingenuamente hablando el concepto es realmente simple, similar a arrojar bolas de barro a un objetivo. Se configura una muestra de algo pesado pero relativamente abundante en un acelerador de partículas, luego se arroja núcleos mucho más ligeros a alta velocidad hasta que uno de ellos se “pega” a un átomo de la muestra en lugar de rebotar o dividir el átomo. Por lo general, esto requiere elementos bastante pesados ​​para ser utilizados como medios de bombardeo, por lo que se agregan suficientes nucleones adicionales a la vez para crear el elemento más pesado sin requerir múltiples bombardeos. En el caso de livermorium, los investigadores comenzaron con una muestra de curium-248 y la bombardearon con iones de calcio-48, produciendo livermorium-296 que luego casi de inmediato perdió 3 neutrones para convertirse en livermorium-293, y luego se descompuso alfa de allí a flerovium

Este tipo de reacción nuclear requiere niveles de energía extremadamente altos, similares a lo que se calcula que sucederá en el centro de una supernova (que es donde estos elementos se crean naturalmente). La colisión inelástica resultante suele ser suficiente para expulsar esa partícula de la muestra en detectores que observan cómo el núcleo se desgarra y registra las energías liberadas; los físicos pueden usar esos datos para descubrir lo que tenían.

El proceso funciona, pero en última instancia es fundamentalmente defectuoso si lo que buscas es una muestra del elemento real que es visible a simple vista y en el que puedes hacer experimentos de química física o reaccionaria. Puede tomar años bombardear una muestra y observar el detector para encontrar incluso un solo átomo de su elemento objetivo, y cuando sucede realmente no hay forma de aislarlo y preservarlo lo suficiente como para recolectar incluso una cantidad microscópica.

Luego, considere el elemento estable más pesado conocido; dirigir. Hemos observado 32 elementos más pesados, y de ellos, solo cuatro isótopos totales de tres elementos son “primordiales” (lo que significa que se descomponen lo suficientemente lentamente como para que la mayor parte o la totalidad de lo que existe en la Tierra hubiera estado presente en o antes del nacimiento del Sistema Solar ), a saber, bismuto-209, torio-232, uranio-235 (y con una vida media de 700 millones de años no queda mucho) y uranio-238.

Todo esto es una prueba bastante condenatoria contra la posibilidad de un superpesado estable o incluso primordial más allá del uranio. Como con cualquier cosa, “la ausencia de prueba no es prueba de ausencia”; Es casi imposible probar que algo no existe. Pero, el hecho de que a medida que continuamos creando elementos aún más pesados, sus tiempos de descomposición no han aumentado (por el contrario) incluso cuando descubrimos elementos en los grupos posteriores a la transición, que es donde esperábamos ver un aumento en la estabilidad , es una evidencia bastante convincente de que al menos no vamos a encontrar superpesos estables utilizando nuestros métodos actuales.

Sin embargo, si desea obtener metafóricas, las estrellas de neutrones son los núcleos superpesados ​​más grandes que existen. Están compuestos de una masa suficiente para que la gravedad supere la fuerza electromagnética cuántica que define los orbitales de electrones, de modo que a pesar de los niveles de energía dentro de la estrella, los electrones no pueden orbitar sus núcleos y son capturados por la fuerza de su núcleo, formando más o menos una bola sólida de neutrones. . Lo único que evita que dicho objeto se convierta en un agujero negro en su creación es la fuerza fuerte, que mantiene la estructura de los neutrones mismos y, por lo tanto, mantiene un volumen distinto de cero y una densidad finita de la masa.

No creo que tengamos una teoría que prediga islas de estabilidad, pero como tampoco tenemos una teoría que ‘prediga’ la vida media de los elementos conocidos, sería una tontería descartar tales ideas.

Madame Curie probablemente no hubiera esperado el progreso que se ha hecho desde su tiempo en la producción de elementos.

El universo tiene muchos lugares donde las condiciones físicas, los campos eléctricos y magnéticos son órdenes de magnitud más altos de lo que hemos podido producir en la Tierra. Quizás lo mismo se aplica a las fuerzas fuertes y débiles, no lo sabemos.

El universo es uniforme.

Esto significa que todas las reglas que se aplican aquí en la Tierra, se aplican en cualquier otro lugar del Universo. Las dos cosas que no están realmente en todas partes del Universo pero que tenemos en la Tierra son:

• Una fuerte gravedad
• Una atmósfera

Ninguna de estas dos cosas tiene un efecto sobre la estabilidad de los elementos. Esto significa que si un elemento no es estable en la Tierra, no será estable en ningún otro lugar del Universo.

Por supuesto, si descubrimos que nuestro Universo no es uniforme ( pero es casi seguro que lo es ), esta respuesta podría no ser precisa .

Probablemente no. El CMB (fondo de microondas cósmico) demostró que el universo es bastante uniforme donde lo mires. Entonces, si no encontramos nada en nuestro “rincón” del universo, nada indica que lo encontraremos en ningún otro lado. Esta es la primera explicación. La segunda evidencia es que se sabe que elementos pesados, más allá del hierro, se producen en explosiones como supernova, y nunca descubrimos nada parecido a esos elementos 200p en la supernova observable.

No soy un experto en ningún campo relacionado de forma remota, pero mientras llega uno, es posible que desee echar un vistazo a esto:

Isla de estabilidad