Ai là chủ nhân phát minh nguyên tố mới 115?

Một câu hỏi của những người quan tâm đặt ra lúc này: những ai là tác giả của phát minh nguyên tố mới 115, các nhà nghiên cứu ở FLNR (Dubna) hay ở GSI (Darmstadt)?

Trong tuần lễ qua, một số hãng truyền thông lớn trên thế giới như như BBC, AP, cbsnews v.v… đã thông tin một kết quả nghiên cứu mới nhất của Trung tâm Nghiên cứu GSI, thành phố Darmstadt, vùng tây nam CHLB Đức, về nguyên tố mới 115 tức nằm ở ô thứ 115 gần cuối bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học (gọi tắt là BTHNT hay Bảng Mendeleev).

Và các trang Khoa học của các báo mạng ở nước ta cũng kịp thời đưa lại thông tin đó dưới các tiêu đề khác nhau. Có tiêu đề chung chung, có tiêu đề cụ thể hoặc cả khẳng định hơi sớm về chủ quyền phát minh nguyên tố mới. Có lẽ chừng mực hơn khi đưa thông tin: Thêm bằng chứng về nguyên tố hóa học mới 115.

Quả vậy, nguyên tố 115 không phải mới được tìm thấy trong tuần lễ trước đây, mà dấu hiệu về sự tồn tại của nguyên tố siêu nặng này đã được phát hiện từ 10 năm nay rồi, cụ thể là cuối năm 2003 đầu năm 2004 tại Viện Liên hợp Nghiên cứu Hạt nhân (JINR), ở thành phố Dubna bên bờ sông Vonga, nước Nga.

Còn kết quả vừa được loan tin, chính xác là được công bố chính thức trên tạp chí khoa học The Physical Review Letters vào ngày 27/08/2013 là kết quả mới bổ sung, dù có thể sự bổ sung này sẽ mang lại một sự khẳng định mạnh mẽ hơn, tiến đến sự công nhận chính thức một phát minh nguyên tố mới 115 đang tạm mang tên là Ununpentium. Đó là tên ghép chữ từ hai chữ Lat tinh và một chữ Hy lạp - một (Un), một (un), năm (pent) - để chỉ nguyên tố có tính chất hóa học tương ứng với nguyên tố nằm ở ô thứ 115 trong Bảng Tuần hoàn Nguyên tố hóa học.

Hiện nay, các trung tâm nghiên cứu GSI và JINR ở trên là hai chiếc nôi nghiên cứu chế tạo nguyên tố siêu nặng hàng đầu thế giới.

Trung tâm JINR ở Dubna, cụ thể là Phòng thí nghiệm Phản ứng Hạt nhân mang tên Flerov (FLNR), có máy gia tốc lớn Cyclotron U-400, có một tập thể nghiên cứu quốc tế mạnh gồm ê-kíp sở tại gồm các nhà nghiên cứu ở FLNR và ê-kíp đến từ Phòng Thí nghiệm Quốc gia Lawrence ở Livermore, bang California, Hoa Kỳ. Trung tâm FLNR có bề dày lịch sử vẻ vang, đã được ghi danh trong bảng vàng phát minh gần 10 nguyên tố siêu nặng mới với những danh xưng mới mẻ còn nóng hỗi như Dubnium (Db, 105), Flerovium (Fl, 114) hay Livermorium (Lv, 116).

Trung tâm GSI, Darmstadt (Đức) hay còn gọi là Trung tâm Helmholtz về Nghiên cứu Ion nặng cũng có máy gia tốc ion Cyclotron, có tập thể nghiên cứu gồm ê-kíp chủ yếu đến từ Đại học Lund, Thụy Điển với sự tham gia của các đồng nghiệp ở GSI. Trung tâm GSI của nước Đức, trong những năm gần đây đã tạo nên kỳ tích là chủ nhân một loạt 6 nguyên tố mới, mới nhất là các tên vàng Darmstadtium (Ds,110) và Copernicium (Cn, 112).

Về phương pháp thực nghiệm tạo nên các hạt nhân mới, cả ở Darmstadt và Dubna đều sử dụng loại máy gia tốc ion Cyclotron, cùng dùng một loại “đạn” là các hạt nhân Calsium Ca (với nguyên tử số Z = 20, tức gồm 20 hạt proton) bắn vào gồm các hạt nhân Americium Am (với nguyên tử số Z = 95, tức gồm 95 proton).

Khi đạn bắn vào bia, phản ứng tổng hợp xảy ra; tức hạt nhân đạn gồm 20 proton bắt với hạt nhân bia gồm 95 proton để tạo thành hạt nhân mới Ununpentium với số proton tổng cọng là 20+95=115, hay số điện tích Z=115.

Điều thú vị là số hạt nhân chế tạo được ở cả hai trung tâm nói trên cũng khá tương đương nhau. Theo GS Dirk Rudolph trong ê kíp Đại học Lund đến làm thí nghiệm ở GSI (Darmstadt), họ “đã quan sát được 30”, trong lúc ê kíp Nga Mỹ ở FLNR (Dubna) 10 năm trước “đã ghi được 37 nguyên tử” 115.

Nhưng điều khác nhau căn bản đáng chú ý là về cách nhận diện hạt nhân 115 được tạo thành giữa hai trung tâm trên ở những thời điểm cách xa nhau.

10 năm trước, ở Dubna, các hạt nhân mới 115 được nhận diện qua theo dõi một loạt phân rã anpha liên tiếp từ hạt nhân 115 đến hạt nhân cuối cùng “chắt chiu” đã biết trước đây là Dubnium Db (với Z=105). Ở đây dãy anpha đã được ghi bằng phổ kế anpha và hạt nhân chắt chiu Dubnium được định dạng bằng phương pháp hóa học.

Và 10 ngày trước đây, sự nhận diện hạt nhân 115 được tiến hành bằng các phổ kế tia X nhằm xác định năng lượng đặc trưng đã tính toán trước đối với các tia X phát ra từ hạt nhân nằm ở ô 115 của BTHNT. Đây là một phương pháp xác định nguyên tố được xem như cách lấy “vân tay” đối với con người vậy.

Với các kết quả thí nghiệm phát hiện các hạt nhân 115 công bố vào năm 2004, các nhà khoa học Nga-Mỹ ở Phòng thí nghiệm FLNR (Dubna) đã đề nghị lên các “quan tòa khoa học” thẩm quyền khoa học cao nhất, Hiệp hội Quốc tế Hóa học Cơ bản và Ứng dụng IUPAC và Hiệp hội Quốc tế Vật lý Cơ bản và Ứng dụng IUPAP, xem xét, nhưng chưa được chấp nhận vì chưa hội tụ đủ các tiêu chí.

Bây giờ, với sự bổ sung các kết quả nghiên cứu mới với những thông tin khoa học mới mẻ và có giá trị vừa mới công bố cuối tháng trước bởi các nhà khoa học quốc tế ở Thụy Điển và Đức ở Trung tâm Nghiên cứu GSI, liệu các “quan tòa khoa học” IUPAC và IUPAP đã đồng ý, gật đầu để tiến hành lộ trình đi đến công nhận phạt minh nguyên tố mới 115. Chẳng hạn, giao một phòng thí nghiệm độc lập lặp lại thí nghiệm, công nhận các tác giả của phát minh và đề nghị họ đề xuất tên gọi của nguyên tố mới v.v… và cuối cùng là công bố công nhận các “chủ nhân” xứng đáng của nguyên tố mới.

Một câu hỏi của những người quan tâm đặt ra lúc này: những ai là tác giả của phát minh nguyên tố mới 115, các nhà nghiên cứu ở FLNR (Dubna) hay ở GSI (Darmstadt)? Do mỗi trung tâm nghiên cứu, mỗi ê kíp khoa học gia đều có những công lao nhất định, phải chăng hợp lý hơn cả là một tập thể tác giả chung của những cá nhân có đóng góp chính từ cả hai trung tâm nói trên.

Trần Thanh Minh/