Vad finns bortom det periodiska systemets gränser?

Svar av Dirk Rudolph, professor i fysik, Lunds universitet

Framgångar inom natur­veten­skap, och därmed en bättre förståelse av vår värld i stort och smått, kommer ofta ur nyfikenhetsdriven forskning. Naturvetare försöker, vanligen med alltmer avancerad teknik, att utmana och utforska olika gränser, exempelvis grundämnenas periodiska system, för att om möjligt få skåda någonting som ingen människa har sett förut. Ibland görs upptäckterna på områden som många kan relatera till och skapar då intresse hos allmänheten.

I bästa fall väcks entusiasm hos unga människor som säger ”Detta vill jag också göra!”, som sedan studerar naturvetenskap eller teknik för att bli nästa genera­tions forskare eller ingenjörer. Just det periodiska systemets upp­ställning av världens grundläggande byggstenar verkar vara ett sådant forskningsområde där nya upptäckter – nya grundämnen – väcker denna typ av engagemang.

Uran, som har 92 protoner i sin atomkärna, är det tyngsta grundämne som förekommer i mätbara mängder i naturen. Alla grundämnen som vi känner till som är tyngre än uran har skapats artificiellt och är instabila. Vid protontal lite över 100 räknas sönderfallet i timmar, minuter, sekunder, eller ännu kortare. Men det finns teorier om att ännu tyngre ämnen skulle kunna vara mer långlivade. Fysiker talar om en möjlig ”stabilitetsö” på en plats i det periodiska systemet som vi ännu inte haft möjlighet att studera. Teoretiska och experimentella studier på senare år visar att grundämnet med protontal 120 (som ingen har lyckats skapa än) skulle kunna ge oss besked om var denna ö är belägen.

Att upptäcka grundämne 120 skulle ge oss ny viktig kunskap på detta område och därmed bidra till en bättre förståelse av vilka kombinationer av protoner och neutroner som kan bilda en mer stabil atomkärna.

I kölvattnet av en första upptäckt av ett nytt grundämne följer sedan mer noggranna studier av både ämnets kemiska egenskaper och dess kärnfysikaliska struktur. Det hjälper oss bland annat att förstå hur grundämnena skapas i olika våldsamma händelser i universum.