Des chercheurs progressent dans la création de nouveaux éléments chimiques ultra-lourds, et ce n’est pas juste pour enrichir le tableau périodique.
Une chasse aux atomes géants
Créer des éléments toujours plus lourds, c’est un peu le sport extrême des scientifiques. Aujourd’hui, l’oganesson (élément 118) trône en haut du tableau périodique. Mais une équipe internationale, réunissant le Berkeley Lab aux États-Unis et l’Université de Lund en Suède, vise plus loin : produire l’élément 120. Parce que ces superlourds pourraient, un jour, être stables et ouvrir de nouvelles voies en chimie et en physique.
C’est là qu’intervient le concept de l’« île de stabilité ». Imaginez une zone théorique où certains de ces éléments seraient assez résistants pour ne pas se désintégrer en une fraction de seconde. Alors, c’est un peu flou comme concept, mais les chercheurs espèrent y parvenir en perfectionnant leurs techniques de fusion nucléaire.
Alexander Yakushev et Dominik Dietzel, en pleine recherche de lourdeur
Le livermorium, un coup d’essai prometteur
Pour se préparer avant de tenter l’élément 120, l’équipe a produit du livermorium (élément 116). Comment ? En projetant un faisceau d’ions de titane-50 (22 protons) sur une cible de plutonium-244 (94 protons). Après des milliards de milliards d’essais (oui, cela prend du temps, mais les répétitions s’enchaînent rapidement), ils ont réussi à créer… un seul atome !
Le matériel utilisé est impressionnant : un détecteur de pointe appelé SHREC, fabriqué en Suède et transporté en avion jusqu’aux États-Unis. Il a permis d’identifier le précieux atome de livermorium. Le prochain défi ? Appliquer la même technique pour fabriquer l’élément 120, ce qui pourrait prendre encore des années. Mais les scientifiques ne lâchent rien.
Tout simplement !
Pourquoi est-ce si compliqué ?
Ces éléments, créés dans des accélérateurs de particules, sont extrêmement instables. Certains ne subsistent qu’une milliseconde avant de se désintégrer. Étudier leurs propriétés chimiques, comme leur réactivité, relève donc de l’exploit. Par exemple, lors d’expériences menées à Darmstadt, en Allemagne, les chercheurs ont découvert que le flerovium (élément 114) est presque inerte, à la manière d’un gaz noble. Le moscovium (115) et le nihonium (113), eux, se montrent un peu plus réactifs.
Ces comportements très différents s’expliquent par ce qu’on appelle des effets relativistes. À ces tailles, les électrons autour du noyau se déplacent si rapidement qu’ils modifient leur masse et leur énergie. Résultat : les règles classiques de la chimie ne s’appliquent plus vraiment.
Et à quoi ça sert ?
Eh bien, à pas grand-chose pour le moment. Ces éléments sont produits en quantités infimes (quelques atomes par semaine) et disparaissent presque aussitôt. Mais ces recherches permettent de mieux comprendre les limites de la matière et d’imaginer des applications futures. Qui sait ? Un jour, ces éléments pourraient jouer un rôle dans des technologies encore inimaginables.
En attendant, les scientifiques poursuivent leur course. L’objectif final ? Explorer ces îles de stabilité et, peut-être, un jour, ajouter une nouvelle case au tableau périodique.
