Физикам впервые удалось прямыми методами взвесить нобелий — сверхтяжелый элемент, в ядре 102 протона. Задачу ученым усложнял тот факт, что этот элемент не встречается в природе, и имеет очень короткое время жизни. Статья ученых появилась в журнале Nature, а ее краткое изложение приводит Nature News.
Для получения нобелия исследователи бомбардировали ионами кальция свинцовую мишень. Чтобы отвести полученные тяжелые ионы, ученые использовали комбинацию электрического и магнитных полей. Из ускорителя нобелий попадал в ловушку Пеннинга, в которой его заставляли двигаться по кругу. Данные о магнитном и электрическом полях в ловушке вместе с данными о скорости частиц позволяли физикам определить массу.
Ученые подчеркивают, что для точного определения массы ядра некоторого элемента необходимо не только знать массы составляющих его частиц, но и энергию связи. Точная оценка последней, вообще говоря, является непростой задачей, поэтому массы ядер сверхтяжелых элементов известны лишь приближенно.
По словам физиков, новые измерения позволили многократно увеличить точность данных о массе. Они сравнивают это с измерением с точностью до миллиграммов массы крупного (более 100 килограммов) взрослого человека. В общей сложности ученые измерили массы трех изотопов нобелия.
Самым тяжелым из встречающихся в природе элементов является уран — в ядре этого элемента 92 протона. Совсем недавно Международный союз теоретической и прикладной химии (International Union for Pure and Applied Chemistry) признал открытие 112-го элемента таблицы Менделеева (то есть элемента, в ядре которого 112 протонов). Помимо этого были получены трансурановые элементы с номерами до 118 (за исключением унунсептия с номером 117 — его только готовятся получить).