Joseph Norman
0 
1351
177
Fyzici ovládající protonové paprsky a lasery poprvé odemkli jedno z klíčových tajemství nejvzácnějšího přirozeně se vyskytujícího prvku na Zemi: astatine.
Astatin je "halogen", což znamená, že sdílí chemické vlastnosti s fluorem, chlorem, bromem a jodem (všechny prvky, které se obvykle váží s kovy za vzniku solí). Ale s 85 protony je těžší než olovo a na Zemi je mimořádně vzácný - podle knihy chemika Johna Emsleyho z roku 2011 „Nature's Building Blocks“ (Oxford University Press) je nejvzácnější z prvků, které se přirozeně vyskytují v zemské kůře. Vytváří se z rozpadajícího se uranu a thoria a jeho nejstabilnější verze nebo izotopu (nazývaná astatin-210) má poločas rozpadu pouhých 8,1 hodin - takže pokud jste jej našli ráno, polovina by byla pryč do večera.
Je tak vzácné, že až donedávna se vědcům nikdy nepodařilo shromáždit dostatek toho, aby otestovali, jak interaguje s elektrony. To je problém, částečně proto, že jeden z jeho radioaktivních izotopů má astatin-211 potenciál být užitečný v terapiích rakoviny. Vědci si však nebyli jistí, jak je pravděpodobné, že přilákají elektrony a vytvoří negativní ionty, které by mohly být škodlivé pro zdravé buňky. Nový papír to změní.
Projekt na pochopení astatinu se uskutečnil v ISOLDE, části stěžejního výzkumného střediska Evropské unie pro výzkum částic CERN, které se zaměřuje na tryskání protonových paprsků proti horkým a těžkým cílům z různých chemických prvků
Příbuzný:18 největších nevyřešených záhad ve fyzice
Za tímto účelem vědci vypálili protony na terč z atomů thoria, nestabilního prvku s 90 protony. To vedlo k roztříštění nových atomů, včetně astatinu-211.
Filtrováním astatinu-211 ze zbytku atomů vědci vytvořili dostatečně velkou zásobu vždy rozkládající se radioaktivní látky, která byla použita při jejich laserových experimentech. Zaměřené světlo může klepat kolem elektronů na atom, což vědcům umožňuje přesně měřit jejich chování.
V dřívějším článku, publikovaném v roce 2013 v časopise Nature Communications, měřil tým ISOLDE ionizační energii astatinu: jak obtížné je odstranit atom z atomu. Nyní v dokumentu z 30. července zveřejněném v časopisu Nature Communications vypočítali jeho afinitu k elektronům: jak snadno izotop přitahuje nové elektrony.
PŘÍBUZNÝ-Tajemná fyzika 7 každodenních věcí
-7 podivných faktů o kvarkech
-Co je to? Na vaše otázky z fyziky jste odpověděli
Ionizační energie byla asi 9,37552 elektronvoltů. Afinita elektronů je asi 2,41579 elektronvoltů. Společně tato dvě čísla tvoří kompletní obraz o tom, jak těžký, vzácný prvek interaguje s elektrony. (Úplné praktické důsledky těchto čísel budou trvat roky, než budou pochopeny, ale jejich přesné určení je hlavní překážkou překonání.)
Příbuzný: Nejmenší částice přírody (infographic)
ISOLDE výsledek trumfl jako potvrzení teoretických modelových prací, které probíhaly současně v laboratoři. Okamžitým důsledkem tohoto výsledku může být výzkum rakoviny, uvedl ISOLDE. Astatin-211 uvolňuje při rozpadu alfa částice, radioaktivní ostny tvořené protony a neutrony, které mohou zabíjet rakovinné buňky. Ale stanovení toho, jak používat radioaktivní astatinové soli v terapiích rakoviny, vyžaduje hluboké pochopení toho, jak prvek vytváří negativní ionty. Jak astatin zachycuje elektrony z molekul ve zdravých buňkách v těle, mění je na záporné ionty, které mohou poškodit zdravé buňky. Vědci potřebují přesné pochopení tohoto procesu, aby poskytli nejlepší terapie.
Nakonec, ISOLDE řekl, že jejich techniky mohou odemknout tajemství super-nebes - prvků, které existují jen krátce v laboratořích v malém množství s vlastnostmi, které vědci stěží pochopili.
Zobrazit všechny komentáře (0)