La tabla periódica se asoma a una nueva fila por primera vez en la historia

Un equipo de científicos en Japón acaba de arrancar uno de los proyectos más apasionantes de la física en los últimos tiempos: la búsqueda del elemento 119 de la tabla periódica, “nunca visto e incluso jamás creado en la historia del universo”, según afirma el físico Hideto Enyo, líder de la iniciativa.

El nuevo elemento, bautizado temporalmente ununennio (uno uno nueve, en latín), inauguraría por primera vez una nueva fila —sería la octava— en la tabla periódica propuesta en 1869 por el químico ruso Dimitri Mendeléiev. La cantinela de la primera columna, recitada de memoria por cualquier estudiante de instituto, quedaría así: hidrógeno, litio, sodio, potasio, rubidio, cesio, francio y ununennio.

La teoría es sencilla: los 23 protones del vanadio sumados a los 96 del curio crearían un elemento superpesado con 119 protones

Hideto Enyo dirige el laboratorio Nishina del centro de investigación Riken, un acelerador de partículas situado cerca de Tokio. Allí, los científicos van a disparar haces de vanadio, un metal, contra un objetivo de curio, un elemento más pesado que no existe de manera natural en el ambiente terrestre. La teoría es sencilla: el núcleo del átomo de vanadio posee 23 protones. El de curio tiene 96. Fusionados, crearían un elemento superpesado con 119 protones. Pero no es tan fácil.

“Todos somos polvo de estrellas”, recuerda el físico nuclear José Luis Taín, parafraseando al célebre astrónomo estadounidense Carl Sagan. El equipo de Taín, ajeno a la búsqueda del elemento 119, lidera otro experimento en el Riken para investigar cómo se forman los elementos pesados en el universo. Los más ligeros, como el hidrógeno (un protón) y el helio (dos protones), se formaron inmediatamente después del Big Bang, hace unos 13.700 millones de años. Los demás, hasta el hierro, surgen por fusión nuclear en el interior de las estrellas. Pero a partir del hierro, con 26 protones, el origen es más confuso.

“Creemos que para formar elementos más pesados que el hierro se necesitan sucesos explosivos, como supernovas [explosiones de estrellas muy masivas] o fusiones de estrellas de neutrones”, señala Taín, investigador del Instituto de Física Corpuscular, en Paterna (Valencia). En esos cataclismos cósmicos se da un proceso rápido de captura de neutrones, que al desintegrarse forman protones. Así se crearían, en pocos segundos, elementos cada vez más pesados, como el oro (79), el plomo (82) o el uranio (92). El experimento de Taín, denominado BRIKEN, intenta imitar estos embrollos estelares en el laboratorio de Japón.

Este proceso rápido de captura de neutrones, sin embargo, se detendría alrededor del elemento 110, según apunta Taín citando las actuales predicciones teóricas. Si son ciertas, el elemento 119, como dice el japonés Hideto Enyo, jamás se ha creado en el universo. Nunca.

Para formar elementos más pesados que el hierro se necesitan cataclismos cósmicos, como las fusiones de estrellas de neutrones

El elemento más pesado que se encuentra de manera natural en la Tierra es el plutonio, con 94 protones. A partir de ahí, los núcleos no son lo suficientemente estables. Los últimos elementos sintetizados —nihonio (113), moscovio (115), teneso (117) y oganesón (118)— son muy radiactivos y apenas han existido durante unas milésimas de segundo en un laboratorio.

“Esperamos encontrar el elemento 119 en unos pocos años”, declara Enyo con entusiasmo. “Ya hemos comenzado la cacería, aunque todavía estamos en una fase muy preliminar”, reconoce. El físico japonés sabe que otros prestigiosos equipos científicos ya han fracasado en la búsqueda del elemento 119. El centro GSI Helmholtz, en Darmstadt (Alemania), lo intentó en 2012 disparando un haz de titanio (22) contra un objetivo de berkelio (97), sin éxito. “Todavía no sabemos qué tipo de combinación de haces y objetivos será mejor”, admite Enyo.

¿Por qué dedicar tanto tiempo en experimentos carísimos para sintetizar un elemento durante unas miserables milésimas de segundo? “Porque es muy emocionante descubrir un nuevo elemento, especialmente el 119, que será el primero de la octava fila de la tabla periódica”, zanja el físico japonés, resumiendo el espíritu curioso de la ciencia básica.

El químico alemán Martin Heinrich Klaproth descubrió el uranio en 1789. Lo bautizó así por el planeta Urano, que se acababa de observar por primera vez un puñado de años antes. El uranio es el elemento más antiguo de la séptima fila de la tabla periódica. Si en 1789 le hubieran preguntado a Klaproth “¿y para qué queremos esto?”, no habría podido imaginar que las centrales nucleares llegarían a producir el 17% de la electricidad mundial con el elemento más antiguo de la séptima fila.