Los elementos superpesados son sistemas cuánticos nucleares y atómicos intrigantes que desafían el sondeo experimental, ya que no se producen en la naturaleza y, cuando se sintetizan, desaparecen en segundos. Empujar la investigación de física atómica de vanguardia hacia estos elementos requiere avances innovadores hacia técnicas de espectroscopia atómica rápida con extremasensibilidad. Un esfuerzo conjunto dentro del programa de Investigación e Innovación Horizon 2020 de la Unión Europea y dirigido por el Dr. Mustapha Laatiaoui de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz JGU culminó en una propuesta de espectroscopia óptica: la llamada cromatografía de resonancia láser LRC debería permitir talinvestigaciones incluso en cantidades de producción diminutas. La propuesta ha sido publicada recientemente en dos artículos en Cartas de revisión física y Revisión física A .
Los elementos superpesados SHE se encuentran en la parte inferior de la tabla periódica de elementos. Representan un terreno fértil para el desarrollo de la comprensión de cómo pueden existir y funcionar tales átomos exóticos cuando hay un número abrumador de electrones en capas atómicas y protones.y los neutrones en el núcleo se unen. Se puede obtener información sobre su estructura electrónica a partir de experimentos de espectroscopía óptica que revelan espectros de emisión específicos del elemento. Estos espectros son puntos de referencia poderosos para los cálculos modernos de modelos atómicos y podrían ser útiles, por ejemplo, cuando se trata debuscando rastros de elementos aún más pesados, que podrían crearse en eventos de fusión de estrellas de neutrones.
el enfoque LRC combina diferentes métodos
Aunque los SHE se descubrieron hace décadas, su investigación mediante herramientas de espectroscopía óptica carece mucho de la síntesis. Esto se debe a que se producen a tasas extremadamente bajas a las que los métodos tradicionales simplemente no funcionan. Hasta ahora, la espectroscopía óptica termina en el nobelio,elemento 102 en la tabla periódica. "Las técnicas actuales están en el límite de lo que es factible", explicó Laatiaoui. A partir del siguiente elemento más pesado, las propiedades fisicoquímicas cambian abruptamente e impiden proporcionar muestras en estados atómicos adecuados ".
Por lo tanto, junto con sus colegas de investigación, el físico ha desarrollado el nuevo enfoque LRC en espectroscopía óptica. Combina la selectividad de elementos y la precisión espectral de la espectroscopía láser con la espectrometría de masas con movilidad iónica y combina los beneficios de una alta sensibilidad con la "simplicidad" desondeo óptico como en la espectroscopía de fluorescencia inducida por láser. Su idea clave es detectar los productos de excitaciones ópticas resonantes no sobre la base de la luz fluorescente como de costumbre, sino en función de su tiempo de derivación característico a un detector de partículas.
En su trabajo teórico, los investigadores se centraron en el lawrencio cargado individualmente, elemento 103, y en su homólogo químico más ligero. Pero el concepto ofrece un acceso incomparable a la espectroscopía láser de muchos otros iones monoatómicos en la tabla periódica, en particular de los metales de transiciónincluidos los metales y elementos refractarios de alta temperatura más allá del lawrencio. Otras especies iónicas como el torio con carga triple también estarán al alcance del enfoque LRC. Además, el método permite optimizar las relaciones señal / ruido y, por lo tanto, facilitar la movilidad de los ionesespectrometría, química iónica seleccionada por el estado y otras aplicaciones.
El Dr. Mustapha Laatiaoui vino a la Universidad Johannes Gutenberg de Maguncia y al Instituto Helmholtz de Mainz HIM en febrero de 2018. A fines de 2018, recibió una beca de consolidación de ERC del Consejo Europeo de Investigación ERC, uno de los más valiosos de la Unión Europea.subvenciones de financiación, para su investigación sobre los elementos más pesados utilizando espectroscopía láser y espectroscopía de movilidad iónica. Las publicaciones actuales también incluyeron trabajos que Laatiaoui había realizado previamente en GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung en Darmstadt y en KU Leuven en Bélgica.
Este trabajo se realizó en cooperación con Alexei A. Buchachenko del Instituto de Ciencia y Tecnología Skolkovo y el Instituto de Problemas de Física Química, ambos en Moscú, Rusia, y Larry A. Viehland de la Universidad de Chatham, Pittsburgh, EE. UU.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Johannes Gutenberg Universitaet Mainz . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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