Je hebt het waarschijnlijk ook wel eens meegemaakt: je telt alles op, je komt bijna uit, maar er mist er nog één. Precies dat is er ook gebeurd bij de ontdekking van de chemische elementen.
▶Inhoudsopgave
We zitten nu op 199 bevestigde elementen, maar wetenschappers willen absoluut door naar die mooie ronde 200.
En ja, dat klinkt misschiets romantisch, maar er zit best serieuze wetenschap achter.
Waar staan we nu echt?
Laten we even terugkijken waar we nu staan. De huidige telling van bevestigde elementen komt uit op 199. Die cijfers die je ziet — 45, 35, 28, 30, 31, 18 en 12 — die vertellen eigenlijk het verhaal van hoe elementen zijn ontdekt in verschillende periodes en door verschillende onderzoeksteams.
Elk cijfer staat voor een groep elementen die in een bepaalde fase zijn toegevoegd aan het periodiek systeem.
Maar waarom is dat 200e element zo belangrijk? Nou, omdat het periodiek systeem van Mendeljev oorspronkelijk is opgebouwd als een soort puzzel.
Elke plek in die puzzel hoort bezet te zijn. En op dit moment zit er nog één plek open. Die ene missende schakel.
Wat maakt element 200 zo lastig?
Hier wordt het spannend. Hoe zwaarder een element, hoe instabieler het wordt.
De elementen die we nu proberen te maken — de superzware elementen — bestaan soms maar een fractie van een seconde voordat ze weer uiteenvallen.
We hebben het over miljoensten van een seconde. Soms zelfs korter. Dat betekent dat je niet zomaar een stukje materiaal kunt vasthouden en bekijken. Nee, je moet met extreem gevoelige apparatuur meten wat er net is gebeurd.
De rol van deeltjesversnellers
Alsof je probeert te zien welke kleur een vuurpijl had, terwijl die alweer uit is voordat je knipoogt. Om deze superzware elementen te maken, gebruiken wetenschappers deeltjesversnellers.
Daarin worden atomen met enorme snelheid op elkaar geschoten. Als je geluk hebt, fuseren ze even en ontstaat een nieuw element. De faciliteiten in Duitsland, Japan en Rusland doen hier jarenlang mee. Het GSI Helmholtz-centrum in Darmstadt en het RIKEN-laboratorium in Japan zijn twee van de grootste spelers.
Maar het is geen kwestie van gewoon harder schieten. Je moet precies de juiste combinatie van atomen vinden, de juiste energie instellen, en dan nog maar hopen dat het lukt.
Het is een beetje als bungee springen in het donker — je weet niet zeker of het touw het houdt.
Waarom doen we dit eigenlijk?
Goede vraag. Waarom besteden wetenschappers miljoenen euro's aan het maken van iets dat nauwelijks bestaat?
Het antwoord zit hem in kennis. Elke keer dat we een nieuw element maken, leren we iets over hoe materie werkt. Over hoe protonen en neutronen samen blijven, zelfs onder extreme omstandigheden. Er is ook het idee van de "eiland van stabiliteit." Sommige theoretici denken dat er ergens in de buurt van element 200 een gebied bestaat waar superzware elementen toch een beetje langer zouden kunnen leven.
Misschien seconden, misschien minuten, misschien langer. Als dat klopt, dan verandert alles wat we denken te weten over atoomstructuur.
Het periodiek systeem zoals je dat op school kreeg, is eigenlijk nog lang niet af.
Wat betekent dit voor het periodiek systeem?
De onderste rijen — met elementen zoals oganesson en tennessine — zijn pas recent toegevoegd. Onze verzameling van 199 experimenten zou met element 200 waarschijnlijk in een hele nieuwe rij moeten komen. Misschien zelfs een nieuwe kolom.
Dat zou het periodiek systeem fundamenteel veranderen. En laten we het hebben over naamgeving.
Elk element moet een naam krijgen. Dat gaat via de IUPAC, de internationale organisatie voor zuivere en toegepaste chemie. Het proces kan jaren duren.
Je kunt er zelfs een publieke commentaarfase bij krijgen, waarbij iedereen mag meedenken.
Stel je voor dat jij mag meedenken over de naam van element 200.
De menselijke kant van de zoektocht
Achter al die cijfers en apparatuur staan gewoon mensen. Wetenschappers die al tientallen jaren werken aan dit probleem.
Sommigen van hen zullen het misschien niet meer meemaken dat element 200 echt wordt bewezen. Maar ze leggen wel de fundamenten. Net als Mendeljev in de negentiende eeuw plekken reserveerde voor elementen die nog niet waren ontdekt.
Wat kun jij ermee?
Dat is eigenlijk het mooiste van de wetenschap: je werkt aan iets waar je misschien zelf het einde van niet ziet, maar je weet dat het ertoe doet.
Voor de volgende generatie. Voor de kennis zelf. Misschien denk je: dit gaat over superzware elementen en deeltjesversnellers, wat heeft dat met mij te maken? Nou, eigenlijk best veel.
Het periodiek systeem zit in je telefoon, in je lichaam, in de lucht die je inademt. Elke keer dat we een nieuw element begrijpen, begrijpen we beter waar de wereld van is gemaakt.
En wie weet — als element 200 eindelijk is bewezen, en jij leest dit artikel, dan weet je precies waarom die zoektocht zo bijzonder is. Niet omdat het een mooi rond getal is, maar omdat het staat voor menselijke nieuwsgierigheid op zijn best. Dus die reeks aan chemische experimenten van 199?
Die is nog niet af. Maar we komen in ieder geval in de buurt.