Isotop magnesium berumur pendek dan teringan yang pernah terlalu tidak stabil bahkan untuk menarik elektron |  Riset
News

Isotop magnesium berumur pendek dan teringan yang pernah terlalu tidak stabil bahkan untuk menarik elektron | Riset

Isotop magnesium telah ditemukan yang memiliki waktu paruh lebih pendek daripada waktu yang dibutuhkan untuk menarik elektron, yang merupakan batas potensial kimia dalam hal bagan nuklida.

Lebih dari 3000 nuklida berbeda – isotop unsur – telah ditemukan hingga saat ini, meskipun hanya 252 yang dianggap stabil. Sebuah tim AS dan China kini telah menciptakan isotop magnesium paling ringan yang diketahui – dengan terlalu sedikit neutron untuk bertahan lebih dari beberapa saat – di National Superconducting Cyclotron Laboratory di Michigan State University, AS.

Untuk melakukannya, tim mempercepat seberkas ion magnesium-24 pada target berilium. Hal ini menyebabkan nuklei dalam berkas terfragmentasi, melucuti neutron dan menciptakan berkas kedua magnesium-20. Tim kemudian memurnikan sinar baru ini dan mengarahkannya, dengan kecepatan sekitar setengah kecepatan cahaya, ke target berilium kedua setebal 1 mm.

Dalam penyelidikan, tim mendeteksi tanda-tanda oksigen-14 dan empat proton saat sinar itu mengenai target kedua. Bukti eksperimental ini, bersama dengan simulasi teoretis oleh tim, menunjukkan penciptaan kation magnesium-18 dengan waktu paruh sekitar tiga zeptodetik (1×1021 detik), atau tiga sepersejuta detik.

Ini kurang dari periode waktu terpendek yang pernah diukur menggunakan instrumentasi saat ini, 247 zeptoseconds, waktu yang dibutuhkan foton untuk melintasi atom hidrogen, yang diamati oleh tim di Goethe University Frankfurt pada tahun 2020.

‘Untuk isotop seperti ini dengan waktu paruh yang sangat singkat, kami tidak mengukur waktu secara langsung,’ jelas Kyle Brown, asisten profesor kimia di Michigan State University. ‘Sebaliknya, kita dapat menyimpulkan masa hidup dari resonansi [observed].’ Ini mirip dengan teknik yang digunakan untuk isotop berumur pendek lainnya, seperti oksigen-11, yang juga pertama kali diamati oleh tim ini.

Yang terpenting, perkiraan waktu paruh magnesium-18 sekitar satu miliar kali lebih pendek dari 1×10-14 detik, International Union of Pure and Applied Chemistry mengakui waktu yang dibutuhkan sebuah atom untuk menarik elektron. Isotop ini, dan isotop serupa, oleh karena itu tidak akan dapat membentuk ikatan dan, dengan demikian, mewakili batas di mana tidak ada penyelidikan kimia yang dapat dilakukan, meskipun isotop magnesium yang lebih ringan sedang menunggu untuk ditemukan.

Waktu paruh isotop baru yang pendek berarti tidak ada secara alami di luar tabrakan supernova dan bintang neutron. Namun, kata Brown, magnesium-18 akan tetap familiar jika bisa distabilkan. ‘Dari sisi kimia, jika kita dapat menambahkan elektron, sifat kimia magnesium-18 harus identik dengan semua isotop magnesium lainnya.’

Robert Eichler, seorang ahli kimia nuklir di Institut Paul Scherrer, Swiss, mengamati bahwa pengukuran waktu langsung tidak mungkin dilakukan dengan isotop seperti itu saat ini, dan oleh karena itu pekerjaan tim merupakan penemuan isotop. ‘Penciptaan isotop dipertimbangkan jika inti atomnya terbentuk, masih dalam keadaan terionisasi tinggi atau elektron sepenuhnya terlepas,’ katanya. ‘Untuk penemuan elemen baru, bagaimanapun, skala waktu kelangsungan hidup magnesium-18 tidak akan cukup.’ Agar unsur kimia baru dapat dikenali, ia harus bertahan setidaknya selama 1×10-14 detik – cukup lama untuk menarik elektron.

Michigan State University siap untuk memperluas jumlah nukleus yang diketahui lebih jauh lagi berkat Fasilitas untuk Balok Isotop Langka, yang akan online akhir tahun ini.

Posted By : totobet