Ett team av forskare från USA, Nya Zeeland och Norge har använt datorsimuleringar för att förutsäga flera egenskaper hos det tyngsta elementet, oganesson. I deras tidning publicerad i tidningen Fysiska granskningsbrev , gruppen förklarar faktorerna som ingick i simuleringen och diskuterar vad den visade.

Tillbaka 2002, en grupp forskare från USA och Ryssland lyckades skapa en atom av oganesson, det tyngsta grundämnet i det periodiska systemet. Uppkallad efter den ryske fysikern Yuri Oganessian, elementet har varit notoriskt svårt att studera på grund av dess korta halveringstid (mindre än en millisekund). Av den anledningen, de flesta av dess grundläggande egenskaper bestämdes med hjälp av atomära beräkningar. I denna nya insats, forskarna har tillämpat flera fysiktekniker för att härleda förutsägelser om andra egenskaper hos den supertunga ädelgasen.

För att ge simuleringen ett sätt att beräkna elementets egenskaper, gruppen använde fermionlokalisering. Det gjorde det möjligt för dem att skapa kartor som visar lokaliseringar för både elektroniska system och kärnkraftssystem. Forskarna säger att det är troligt att grundämnet har enhetlig fördelning av både elektroner och nukleoner, vilket var en överraskning, eftersom det står i skarp kontrast till ojämna skal som ses i ljusare element. Dessa fynd tyder på att oganesson sannolikt har egenskaper eller egenskaper som skiljer sig från de andra ädelgaserna. Forskarna noterade också ett förvånansvärt högt värde för spin-orbit-koppling.

För att lära dig mer om elementets elektroniska struktur, gruppen gjorde några antaganden om elektrostatiska krafter som gör att elektronenerginivåerna överlappar varandra, vilket resulterar i släta elektronskal. För att backa upp sina antaganden, teamet lade till en elektronlokaliseringsfunktion till simuleringen, vilket gjorde det möjligt för dem att jämföra oganessons elektroniska struktur med andra ädelgaser. Detta avslöjade att skalfunktionerna var nästan desamma, ett fynd som tyder på att elementet skulle ha starka Van der Waals-krafter mellan samma typ av atomer. Simuleringen avslöjade också mer om egenskaper inuti kärnan som också skulle bidra till en jämn skalstruktur.

Arbetet kommer sannolikt att inspirera andra nya ansträngningar inriktade på att mäta eller observera de egenskaper som simuleringen föreslår. Det kan också stimulera ansträngningar att lära sig mer om elementets konstiga egenskaper.

© 2018 Phys.org