Poco si sa del più pesante, elementi radioattivi nella tavola di Mendeleev. Ma una tecnica estremamente sensibile che coinvolge luce laser e getti di gas consente per la prima volta di ottenere informazioni sulla loro struttura atomica e nucleare. Un team internazionale guidato da scienziati dell'Institute for Nuclear and Radiation Physics a KU Leuven riporta questi risultati in Comunicazioni sulla natura .

Nel 2016 gli scienziati hanno aggiunto altri quattro elementi alla tavola periodica di Mendeleev. Questi elementi pesanti non si trovano sulla Terra e possono essere generati solo utilizzando potenti acceleratori di particelle. "Gli elementi sono generalmente generati in quantità minuscole, a volte solo un paio di atomi all'anno. Questi atomi sono anche radioattivi, quindi il loro decadimento è rapido:a volte esistono solo per una frazione di secondo. Ecco perché la conoscenza scientifica di questi elementi è molto limitata, " affermano i fisici nucleari Mark Huyse e Piet Van Duppen del KU Leuven Institute for Nuclear and Radiation Physics.

I ricercatori della KU Leuven sperano ora di cambiare questa situazione attraverso un nuovo uso della tecnica di ionizzazione laser. "Abbiamo prodotto attinio (Ac), l'elemento che dà il nome degli attinidi pesanti, in una serie di esperimenti utilizzando l'acceleratore di particelle a Louvain-la-Neuve. Gli atomi in rapido decadimento di questo elemento sono stati catturati in una camera a gas riempita di argon, risucchiato in un jet supersonico, e illuminati con raggi laser. In questo modo portiamo l'elettrone esterno in un'orbita diversa. Un secondo raggio laser spara quindi l'elettrone. Questo ionizza l'atomo, il che significa che si carica positivamente ed è ora facile da manipolare e rilevare. Il colore della luce laser è come un'impronta digitale della struttura atomica dell'elemento e della struttura del suo nucleo."

In se stesso, la ionizzazione laser è una tecnica ben nota, ma il suo utilizzo in un getto supersonico è nuovo e molto adatto per i carichi pesanti, elementi radioattivi:"Ionizzando l'atomo aumentiamo notevolmente la sensibilità della tecnica. La produzione di pochi atomi al secondo è già sufficiente per le misurazioni durante gli esperimenti. Questa tecnologia aumenta la sensibilità, precisione, e velocità di ionizzazione laser di almeno dieci volte. Questo segna un'era del tutto nuova per la ricerca sugli elementi più pesanti e permette di testare e correggere i modelli teorici della fisica nucleare. Il nostro metodo sarà utilizzato nel nuovo acceleratore di particelle di GANIL, che è attualmente in costruzione in Francia."