El Laboratorio Lawrence Berkeley (LLB) de Estados Unidos busca actualmente el elemento superpesado 120 haciendo chocar haces de átomos de titanio contra un objetivo de plutonio. Recientemente han conseguido átomos del elemento 116, livermorio por esa vía y creen que podrían lograr el 120.
Entre 1936 y 1976, el LLB utilizó sus aceleradores de partículas para descubrir 16 elementos, entre los que estaban uno muy poco pesado pero que se llevaba mucho tiempo buscándolo, el 43 (tecnecio), y el 106 (seaborgio). Pero en las décadas siguientes, el eje de la investigación de los superpesados se trasladó a instalaciones en Alemania, Japón y Rusia, que descubrieron los últimos 12 elementos, del 107 al 118.
Los elementos La búsqueda de los elementos 119 y 120 pone a prueba las teorías nucleares. Como los electrones de las capas internas de estos átomos son atraídos con tanta fuerza por la abundancia de protones con cargas opuestas, giran a una velocidad cercana a la de la luz, distorsionando la forma del núcleo. Los científicos tienen curiosidad por saber si estos elementos podrían crearse en el espacio, por ejemplo en las fusiones explosivas de pares de estrellas de neutrones.
El método
Según explica Robert F. Service en Science, el proceso para sintetizar elementos superpesados es conceptualmente sencillo. Se trata de disparar haces de iones de un elemento más ligero contra un objetivo de un elemento más pesado y esperan que los dos núcleos se fusionen. Los superpesados más recientes, del 114 al 118, se descubrieron utilizando un haz de calcio-48, cuyo número mágico de protones y neutrones le confiere estabilidad y una mayor probabilidad de fusionarse con los núcleos del objetivo. Pero ese enfoque concluyó con la fusión de iones de calcio con californio para producir el elemento 118, porque los elementos más pesados que el californio no pueden producirse en cantidades lo suficientemente grandes para que sean objetivos viables. Así que los investigadores comenzaron a disparar haces de iones más pesados pero menos estables, como el titanio y el cromo.
Alemania inició la búsqueda del 120
En la década de 2000, el Centro Helmholtz de Investigación de Iones Pesados de Alemania fue el primero en buscar el elemento 120 utilizando un haz de titanio que disparaba 4 billones de iones por segundo. Pero los investigadores calcularon que el experimento tendría que durar al menos un año antes de crear un solo átomo de 120. Pero solo estuvieron seis semanas.
El nuevo haz de titanio del LLB es más potente y genera unos 6 billones de iones por segundo. El titanio se vaporiza a 1800 °C y los átomos quedan confinados por imanes superconductores. Las microondas eliminan aproximadamente la mitad de los electrones de cada átomo, creando iones que se inyectan en un ciclotrón que los acelera al 11 % de la velocidad de la luz. Luego se disparan a un disco de plutonio, que gira 30 veces por segundo para ayudar a disipar el calor de las colisiones. Así han obtenido, por ahora, algunos átomos del elemento 116. Pero los científicos van modificando las condiciones en busca del 120.
Los japoneses buscan el 119 y los rusos el 120
En 2018, los científicos nucleares de RIKEN de Japón lanzaron un esfuerzo para sintetizar el elemento 119 disparando iones de vanadio a un objetivo de curio. En 95 días no descubrieron ningún evento de interés. Mientras tanto, los investigadores del Instituto Conjunto de Investigación Nuclear de Rusia tienen la vista puesta en el 120. Este instituto, con colaboración estadounidense (del laboratorio Oak Ridge), descubrió los últimos cinco superpesados , incluido el 118, oganesón, llamado así por el líder del instituto, Yuri Oganessian, ya anciano. Recientemente los rusos han obtenido dos átomos del 116, disparando un haz de átomos de cromo a un objetivo de uranio. Ahora quieren crear el elemento 120 disparando iones de cromo a un objetivo de curio.
Esta tabla resume los esfuerzos que se están haciendo para obtener los elementos 119 y 120:
| INSTITUCIÓN | Meta | Rayo de iones | Objetivo | Estado | Elementos creados |
| LLB (EE UU) | 120 | Titanio | Californio | Inicio 2025 | 16 |
| JINR (Rusia) | 120 | Cromo | Curio | Desconocido | 6 |
| GSI (Alemania) | 119, 120 | Titanio | Berkelio, californio | 2011-12, sin éxito | 5 |
| RIKEN (Japón) | 119 | Vanadio | Curio | 2018, en curso | 1 |
Si se descubrieran los electrones 119 y 120, se iniciaría una nueva fila o periodo de la tabla periódica, el 8. Los investigadores quieren comprobar si siguen las reglas químicas de las familias a las que corresponderían, alcalinos y alcalinotérreos, respectivamente, o si sus electrones relativistas alteran su comportamiento.
