Une équipe de chercheurs des États-Unis, La Nouvelle-Zélande et la Norvège ont utilisé des simulations informatiques pour prédire plusieurs caractéristiques de l'élément le plus lourd, oganesson. Dans leur article publié dans la revue Lettres d'examen physique , le groupe explique les facteurs qui sont entrés dans la simulation et discute de ce qu'elle a montré.

De retour en 2002, un groupe de chercheurs des États-Unis et de la Russie a réussi à créer un atome d'oganesson, l'élément le plus lourd du tableau périodique. Nommé d'après le physicien russe Yuri Oganessian, l'élément a été notoirement difficile à étudier en raison de sa courte demi-vie (moins d'une milliseconde). Pour cette raison, la plupart de ses caractéristiques fondamentales ont été déterminées à l'aide de calculs atomiques. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont appliqué plusieurs techniques physiques pour dériver des prédictions concernant d'autres caractéristiques du gaz rare superlourd.

Donner à la simulation un moyen de calculer les caractéristiques de l'élément, le groupe a utilisé la localisation des fermions. Cela leur a permis de créer des cartes montrant les localisations des systèmes électroniques et des systèmes nucléaires. Les chercheurs disent qu'il est probable que l'élément a une distribution uniforme des électrons et des nucléons, ce qui était une surprise, parce qu'il contraste fortement avec les coquilles non uniformes vues dans les éléments plus légers. Ces résultats suggèrent que l'oganesson a probablement des caractéristiques ou des propriétés qui diffèrent des autres gaz rares. Les chercheurs ont également noté une valeur étonnamment élevée pour le couplage spin-orbite.

Pour en savoir plus sur la structure électronique de l'élément, le groupe a fait quelques hypothèses concernant les forces électrostatiques provoquant le chevauchement des niveaux d'énergie des électrons, résultant en des couches d'électrons lisses. Pour étayer leurs hypothèses, l'équipe a ajouté une fonction de localisation électronique à la simulation, ce qui leur a permis de comparer la structure électronique de l'oganesson avec d'autres gaz rares. Cela a révélé que les caractéristiques de la coque étaient presque les mêmes, une découverte qui suggère que l'élément aurait de fortes forces de Van der Waals entre des atomes de même type. La simulation a également révélé davantage de propriétés à l'intérieur du noyau qui contribueraient également à une structure de coque lisse.

Le travail est susceptible d'inspirer d'autres efforts nouveaux orientés vers la mesure ou l'observation des caractéristiques suggérées par la simulation. Cela pourrait également stimuler les efforts pour en savoir plus sur les propriétés étranges de l'élément.

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