Een team van onderzoekers uit de VS, Nieuw-Zeeland en Noorwegen hebben computersimulaties gebruikt om verschillende kenmerken van het zwaarste element te voorspellen, oganesson. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven , de groep legt de factoren uit die in de simulatie zijn verwerkt en bespreekt wat deze liet zien.

In 2002, een groep onderzoekers uit de VS en Rusland is erin geslaagd een oganesson-atoom te creëren, het zwaarste element op het periodiek systeem. Vernoemd naar de Russische natuurkundige Yuri Oganessian, het element is notoir moeilijk te bestuderen vanwege de korte halfwaardetijd (minder dan een milliseconde). Om die reden, de meeste van zijn fundamentele kenmerken werden bepaald met behulp van atomaire berekeningen. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben verschillende natuurkundige technieken toegepast om voorspellingen af ​​te leiden over andere kenmerken van het superzware edelgas.

Om de simulatie een middel te geven voor het berekenen van kenmerken van het element, de groep gebruikte fermionlokalisatie. Dat stelde hen in staat om kaarten te maken met lokalisaties voor zowel elektronische systemen als nucleaire systemen. De onderzoekers zeggen dat het waarschijnlijk is dat het element een uniforme verdeling heeft van zowel elektronen als nucleonen, wat een verrassing was, omdat het in schril contrast staat met niet-uniforme schelpen die worden gezien in lichtere elementen. Deze bevindingen suggereren dat oganesson waarschijnlijk kenmerken of eigenschappen heeft die verschillen van de andere edelgassen. De onderzoekers merkten ook een verrassend hoge waarde op voor spin-baankoppeling.

Voor meer informatie over de elektronische structuur van het element, de groep maakte een aantal aannames met betrekking tot elektrostatische krachten die ervoor zorgen dat de elektronenenergieniveaus elkaar overlappen, resulterend in gladde elektronenschillen. Om hun veronderstellingen te staven, het team heeft een elektronenlokalisatiefunctie aan de simulatie toegevoegd, waardoor ze de elektronische structuur van oganesson konden vergelijken met andere edelgassen. Hieruit bleek dat de schaalkenmerken bijna hetzelfde waren, een bevinding die suggereert dat het element sterke Van der Waals-krachten zou hebben tussen atomen van hetzelfde type. De simulatie onthulde ook meer over eigenschappen in de kern die ook zouden bijdragen aan een gladde schaalstructuur.

Het werk zal waarschijnlijk inspireren tot andere nieuwe inspanningen gericht op het meten of observeren van de kenmerken die door de simulatie worden gesuggereerd. Het zou ook kunnen leiden tot pogingen om meer te weten te komen over de vreemde eigenschappen van het element.

© 2018 Fys.org