A cent’anni dalla assegnazione del premio Nobel per la fisica ad Albert Einstein, i ricercatori hanno fatto un'importante scoperta sull’elemento che porta il suo nome (e di cui quasi nessuno ha mai sentito parlare): l’einstenio. Questo elemento, detto anche einsteinio, che nella tavola periodica è il numero 99, identificato come “Es”, è molto raro in natura, e decade velocemente. La sua scoperta risale, infatti, a un evento particolare, l’esplosione della prima bomba a idrogeno americana.
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L’ordigno, nome in codice Ivy Mike, esplose alle prime luci dell’alba del 1º novembre 1952 nelle isole Marshall dell'Oceano Pacifico, nell’atollo Enewetak. La bomba produsse quattro volte l’energia di quella (a fissione nucleare) di Little Boy, l’ordigno che rase al suolo Hiroshima. Fu proprio tra le ceneri prodotte dal fallout nucleare che fu scoperto per la prima volta l’attuale elemento numero 99 della tavola periodica. Dapprima - visto il terribile potenziale della bomba - si pensò di chiamarlo pandemonio. Soltanto in seguito si decise per einstenio, in onore del geniale artefice della teoria della relatività, che con i suoi studi rese possibile la costruzione della bomba atomica (ma il rimorso non lo abbandonò mai: ”Se avessi saputo come stavano davvero le cose, che i tedeschi non sarebbero riusciti a costruire una bomba atomica, non avrei alzato un dito, non avrei mai scritto a Roosevelt quelle lettere in cui lo esortavo a finanziare il progetto Manhattan”).
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L’einstenio non era mai stato studiato a fondo negli ultimi settant’anni perché ha una vita molto breve, e va maneggiato con grandissima cautela, a causa della sua estrema radioattività (un solo grammo produce mille watt di energia). La sua forma maggiormente nota, Es-253 (ovvero il numero di neutroni nel nucleo del suo atomo) ha una emivita di appena venti giorni, il che vuol dire che in un paio di mesi l’elemento praticamente scompare davanti agli occhi degli scienziati.
Big science calls for a #teamscience approach! We couldn't have done this research on #element99 without @ORNL @LosAlamosNatLab @SLAClab and support from @ENERGY. @nytimes @NYTScience #BerkeleyLab90 #einsteinium https://t.co/PSIk9D2bva
— Berkeley Lab (@BerkeleyLab) February 9, 2021
Ora, un team congiunto del Lawrence Berkeley National Laboratory e dell’Università di California-Berkeley è riuscito a isolare abbastanza einstenio per condurre alcuni esperimenti di base, che hanno gettato nuova luce su un capitolo finora inedito della chimica. Nel loro studio (reperibile qui) i ricercatori spiegano di avere usato 200 nanogrammi di Es-254, una rara forma di einstenio che ha una emivita molto maggiore, ben 275,5 giorni. Un nanogrammo è un miliardesimo di grammo, e quindi gli esperimenti sono stati condotti in scala molto ridotta, infinitesimale.
Gli scienziati, usando il Synchrotron Radiation Lightsource di Stanford, sono riusciti a capire le distanze tra gli atomi di einsteinio e di altri elementi come carbonio, ossigeno e azoto, e soprattutto la sua valenza, ovvero la capacità degli atomi di combinarsi con altri atomi appartenenti allo stesso elemento chimico o a elementi chimici differenti. L’einstenio è l’elemento più pesante della tavola periodica a essere stato analizzato così nel dettaglio. La sfida ora è riuscire a sintetizzare elementi ancora più pesanti, e gettare nuova luce sugli elementi che compongono la materia intorno a noi.