Unbibium - Définition

Tentatives de synthèse

La synthèse de cet élément de la série des superactinides a été tentée par les deux acteurs habituels en matière de noyaux superlourds, à savoir l'Institut unifié de recherches nucléaires (JINR) de Doubna en Russie dès 1972 et le GSI de Darmstadt en Allemagne en 2000. Les deux laboratoires ont bombardé des cibles d'uranium-238 avec des ions zinc-66 pour le JINR, et zinc-70 pour le GSI, dans l'espoir de produire des noyaux d'unbibium-304 et d'unbibium-308 respectivement :

à l'Institut unifié de recherches nucléaires par fusion chaude (Flerov et al. en 1972) avec une résolution de 5 mb

au GSI en 2000 selon la même méthode mais avec une bien meilleure résolution.

Ces expériences infructueuses ont néanmoins montré que la détection d'unbibium nécessiterait d'atteindre des sensibilités aussi fines que quelques femtobarns, ce qui donne une idée du défi représenté par la recherche de ce noyau atomique.

L'annonce d'A. Marinov et al. en 2008 selon laquelle ils auraient détecté un taux de 10^-11 à 10^-12 atomes d'unbibium dans un dépôt naturel de thorium a par conséquent été largement rejetée, bien que l'auteur suggère avoir mis en évidence un isomère stable d'un isotope d'unbibium qui se serait accumulé naturellement en raison de sa période radioactive supérieure à cent millions d'années ; il aurait, selon ses dires, soumis son article pour publication aux revues britanniques Nature et Nature Physics qui l'auraient toutes deux refusé.

Stabilité des nucléides de cette taille

Aucun superactinide n'a jamais été observé, et on ignore si l'existence d'un atome aussi lourd est physiquement possible.

Le modèle en couches du noyau atomique prévoit l'existence de nombres magiques par type de nucléons en raison de la stratification des neutrons et des protons en niveaux d'énergie quantiques dans le noyau postulée par ce modèle, à l'instar de ce qu'il se passe pour les électrons au niveau de l'atome ; l'un de ces nombres magiques est 126, observé pour les neutrons mais pas encore pour les protons, tandis que le nombre magique suivant, 184, n'a jamais été observé : on s'attend à ce que les nucléides ayant environ 126 protons (unbihexium) et 184 neutrons soient sensiblement plus stables que les nucléides voisins, avec peut-être des périodes radioactives supérieures à la seconde, ce qui constituerait un « îlot de stabilité ».

La difficulté est que, pour les atomes superlourds, la détermination des nombres magiques semble plus délicate que pour les atomes légers, de sorte que, selon les modèles, le nombre magique suivant serait à rechercher pour Z compris entre 114 et 126.

Plus précisément, l'unbibium-306 pourrait être « doublement magique » avec 122 protons et 184 neutrons, selon l'une des versions de la théorie dite du « champ moyen relativiste » (RMF). L'unbibium fait partie des éléments dont il serait possible de produire, avec les techniques actuelles, des isotopes dans l'îlot de stabilité ; la stabilité particulière de tels nucléides serait due à un effet quantique de couplage des mésons ω, l'un des neuf mésons dits « sans saveur ».