Oltre a Nature Reviews Physics funzione, Rapporti fisici ha pubblicato una revisione sulla teoria della struttura elettronica atomica per elementi superpesanti.

Qual è il nucleo legato più pesante e l'atomo legato più pesante e quali sono le loro proprietà? I nuclei degli elementi chimici con più di 103 protoni sono etichettati come "superpesanti". Fanno parte di un vasto territorio sconosciuto di questi nuclei che gli scienziati stanno cercando di scoprire. L'esplorazione di questo territorio inesplorato offre prospettive di scoperte che collegano le più ampie aree della scienza.

Si stanno costruendo nuove strutture sperimentali per aiutare gli scienziati a scoprire le proprietà degli atomi e dei loro nuclei in un regime di numeri molto grandi di elettroni, protoni e neutroni. Le strutture creeranno nuovi elementi e nuclidi ai limiti del numero atomico e della massa. I tassi di produzione dei nuclei superpesanti sono estremamente bassi.

I dati fisici e chimici ottenuti da questi esperimenti hanno indicato deviazioni da elementi e isotopi più leggeri. Ciò consente agli scienziati di chiedersi quanto ulteriormente possano essere ampliati i confini della tavola periodica degli elementi e della carta dei nuclidi. Un altro obiettivo scientifico è valutare l'esistenza della "penisola di stabilità estesa", dove i nuclei superpesanti potrebbero avere vite superiori a quella molto breve scoperta finora.

Inoltre, il progresso della teoria della struttura atomica si concentra sugli elementi superpesanti e sulle loro previste configurazioni elettroniche dello stato fondamentale, che sono importanti per il posizionamento di un elemento nella tavola periodica.

"A causa della presenza di enormi forze elettrostatiche, gli elettroni negli atomi superpesanti si muovono a velocità vicine alla velocità della luce", ha detto uno degli autori dell'articolo, Witek Nazarewicz, professore di fisica John A. Hannah e scienziato capo del FRIB. "Inoltre, le forze di Coulomb molto forti nei nuclei superpesanti danno origine a nuovi effetti. Questo è un nuovo gioco per la teoria atomica e nucleare."

Al FRIB, gli scienziati studieranno modi per raggiungere nuclei superpesanti situati più vicino alla regione di maggiore stabilità. Molti nuclei superpesanti non possono essere misurati attualmente, quindi le informazioni su di essi devono provenire da estrapolazioni teoriche. I teorici nucleari del FRIB effettuano previsioni per nuclei superpesanti utilizzando modelli avanzati aiutati dal calcolo ad alte prestazioni e dall'apprendimento automatico.

Lo studio della tavola periodica degli elementi e del panorama nucleare nella regione superpesante genererà nuove idee e metodi che avranno un impatto sulla fisica nucleare e atomica, sull'astrofisica e sulla chimica.