Δευτέρα, 19 Σεπτεμβρίου 2016

Μαϊτνέριο: In memoriam

Μικρό βιογραφικό για το στοιχείο μαϊτνέριο. Κάθε Κυριακή «Το Βήμα» μας ξεναγεί και σε μια άλλη γωνιά του περιοδικού πίνακα.
Βίος και πολιτεία
Τον Αύγουστο του 1982 στο Ινστιτούτο Ερευνας Βαρέων Ιόντων στην πόλη Ντάρμστατ της τότε Δυτικής Γερμανίας κατάφεραν να δημιουργήσουν ένα στοιχείο που προβλεπόταν βέβαια η ύπαρξή του με βάση τον Πίνακα των Χημικών Στοιχείων αλλά εξαιτίας του πολύ μικρού χρόνου ημιζωής του, ο οποίος είναι της τάξεως μερικών δευτερολέπτων, δεν υπήρχε περίπτωση να μπορέσει να το συναντήσει ένας επιστήμονας έξω από τις τεχνητές συνθήκες του εργαστηρίου. Για την ακρίβεια, η ομάδα επιστημόνων που ασχολήθηκε με το συγκεκριμένο στοιχείο συνέθεσε ένα από τα επτά ισότοπά του, αυτό με μαζικό αριθμό (δηλαδή με άθροισμα πρωτονίων και νετρονίων) 266, το οποίο δεν ήταν και το πιο μακρόβιο, αφού τα 8 δευτερόλεπτα τα «πιάνει» μόνο το ισότοπο με μαζικό αριθμό 278 ενώ αυτό με μαζικό αριθμό 279 υποθετικά φθάνει τα 6 λεπτά. Σε έναν γραμμικό επιταχυντή, δηλαδή επιταχυντή όπου τα σωματίδια επιταχύνονται σε ευθεία τροχιά και όχι σε καμπυλόγραμμη όπως στο CERN, η ομάδα με επικεφαλής τον Πέτερ Αμπρουστερ βομβάρδιζε στόχους από βισμούθιο-209 με δέσμη ιόντων σιδήρου-58 επί 10 ημέρες. Το εκπληκτικό είναι ότι ύστερα από αυτό το δεκαήμερο σφυροκόπημα κατάφεραν να έχει παραχθεί μόλις ένας πυρήνας του καινούργιου στοιχείου, αλλά το σύστημα ανίχνευσης που είχαν κατασκευάσει στο Ντάρμστατ ήταν τόσο τέλειο ώστε αρκούσε για να επιβεβαιωθεί ο έστω και τόσο σύντομος βίος του νεοδημιούργητου αυτού στοιχείου.
Γιατί το είπαν έτσι
Ονομάστηκε μαϊτνέριο προς τιμήν της Λίζε Μάιτνερ (1878-1968), μιας γυναίκας που σπούδασε Φυσική σε χρόνους πολύ δύσκολους για να κάνει κάτι τέτοιο μια γυναίκα ακόμη και στην καρδιά της Ευρώπης. Το 1994 η Διεθνής Ενωση των Χημικών πρότεινε αυτό το όνομα και το 1997 έγινε αποδεκτό, μια μετά θάνατον αποκατάσταση της επιστήμονος η οποία κατάλαβε ότι ο βομβαρδισμός πυρήνων με νετρόνια μπορούσε να προκαλέσει κάτι που ως τότε ο άνθρωπος δεν τολμούσε να φανταστεί. Η γυναίκα που έφθανε στις 13 Ιουλίου του 1938 στα σύνορα Γερμανίας - Ολλανδίας, χωρίς ούτε μία αποσκευή, με 10 μάρκα στην τσέπη, θορυβημένη από το κυνήγι των επιστημόνων εβραϊκής καταγωγής από τους χιτλερικούς αξιωματούχους, συνοδευόμενη από έναν ολλανδό φυσικό αρκετά ικανό ώστε να επιτύχει το πέρασμά της στην άλλη πλευρά των συνόρων, κουβαλούσε στο κεφάλι της γνώσεις αρκετές για να κρίνουν την έκβαση ενός παγκόσμιου πολέμου! Από την Ολλανδία όπου δεν κατάφερε να γίνει δεκτή έφθασε τελικά στη Σουηδία και βρήκε θέση στο εργαστήριο ενός άλλου... μισογύνη επιστήμονα, του Σίγκμπαν.
Η Λίζε Μάιτνερ ήταν το τρίτο από τα οκτώ παιδιά μιας εβραϊκής οικογένειας που ζούσε στη Βιέννη, με τον πατέρα της να είναι ένας από τους πιο επιτυχημένους δικηγόρους της χώρας. Χάρη στην υποστήριξη ακριβώς του πατέρα της κατάφερε να πάρει πτυχίο στη Φυσική κάνοντας ιδιαίτερα στο σπίτι, διότι τότε απαγορευόταν στις γυναίκες να παρευρίσκονται σε μαθήματα ανώτατων δημόσιων εκπαιδευτικών ιδρυμάτων. Εκανε μάλιστα ακόμη και διδακτορικό, σχετικό με τη διάδοση της θερμότητας σε ένα μη ομογενές σώμα, οπότε έγινε μόλις η δεύτερη γυναίκα που κατάφερνε κάτι τέτοιο στο Πανεπιστήμιο της Βιέννης για τη Φυσική. Αν όμως στο διδακτορικό ήταν η δεύτερη γυναίκα, το να γίνει καθηγήτρια στη Γερμανία, στο Πανεπιστήμιο του Βερολίνου, με πλήρη καθήκοντα, ήταν μια πρωτιά που αξιοποίησε στο έπακρο κάνοντας ακόμη και τον Αϊνστάιν να μιλήσει κολακευτικά για εκείνην. Επίσης κολακευτικό για τη Μάιτνερ ήταν και το γεγονός ότι στον Α' Παγκόσμιο Πόλεμο κατατάχθηκε ως εθελόντρια νοσοκόμα που χειριζόταν στα πρόχειρα στρατιωτικά ιατρεία το μηχάνημα των ακτίνων-Χ.Οταν το 1933 ο Χίτλερ έπαιρνε την εξουσία στα χέρια του, η Μάιτνερ διηύθυνε το Ινστιτούτο Χημείας. Εργάστηκε εκεί ως το 1938 αλλά κατάλαβε πως λόγω της εβραϊκής καταγωγής της ερχόταν η ώρα της, ύστερα από άλλους που είχαν ήδη κυνηγηθεί. Ως τότε είχε προλάβει να γίνει βοηθός του Μαξ Πλανκ και να συνεργαστεί στη συνέχεια με τον χημικό Οτο Χαν, έναν σκληρό απέναντι στις γυναίκες επιστήμονες συνεργάτη, ο οποίος ως τα 35 της την είχε στο εργαστήριο ως «επισκέπτρια», άρα χωρίς να δικαιούται μισθό. Το 1917 ανακαλύπτουν με τον Χαν το στοιχείο πρωτακτίνιο, αλλά η μεγάλη ιδέα ήταν όταν ο πρώην συνεργάτης της Οτο Χαν έδωσε μια διάλεξη σχετική με τη σχάση του ατόμου στην Κοπεγχάγη που την παρακολούθησαν ο διάσημος τότε Νιλς Μπορ, η Μάιτνερ και ο ανιψιός της Οτο Φρις. Στη συνέχεια οι δυο τους, θεία και ανιψιός, κατάφεραν να περιγράψουν και να εξηγήσουν τον λόγο για τον οποίο υπήρχαν ραδιενεργά στοιχεία πέρα από το ουράνιο και, χρησιμοποιώντας τη θεωρία του Αϊνστάιν για τη σχέση μάζας και ενέργειας, το γιατί με τη σχάση ελευθερώνονταν τέτοια τεράστια ποσά ενέργειας. Ο δρόμος για την ατομική βόμβα είχε ανοίξει. Το 1945 δόθηκε το βραβείο Νομπέλ της Χημείας στον Οτο Χαν αλλά όχι και στη Μάιτνερ και στον Φρις, κάτι που θεωρήθηκε από μια μερίδα επιστημόνων-ιστορικών αδικία. Και ως τον θάνατό της, αν και ήταν τρεις φορές υποψήφια, το βραβείο δεν της δόθηκε ποτέ. Εμεινε στη Στοκχόλμη ως το 1960, μετοίκησε στη συνέχεια στην Οξφόρδη της Αγγλίας και εκεί πέθανε το 1968. Στον τάφο της ο ανιψιός της φρόντισε να χαραχθεί η φράση: «Λίζε Μάιτνερ, μια φυσικός που ποτέ δεν έχασε την ανθρωπιά της».
Αριθμοί κυκλοφορίας

Ατομικός αριθμός:       109
Ατομικό βάρος:       278
Σημείο τήξης:       μεγαλύτερο από 2.410οC
Σημείο ζέσης:       άγνωστο
Πυκνότητα:       μεγαλύτερη από 22,5 g/cm3
Αριθμός ισοτόπων:       7
Τι θέλει από τη ζωή μας
Τίποτε, αφού δεν προλαβαίνει σχεδόν να μπει σε αυτήν, αν λάβουμε υπόψη ότι το μακροβιότερο από τα ισότοπά του υποτίθεται πως φθάνει τα έξι λεπτά χρόνο ημιζωής.
Πόλεμος και ειρήνη
Αν και είναι παιδί ενός πολέμου μεταξύ ρώσων και γερμανών επιστημόνων στην προσπάθεια να δημιουργηθούν στοιχεία μέσα στο εργαστήριο, εξαιτίας του πολύ σύντομου βίου του δεν έχει βρει κάποιες πρακτικές εφαρμογές. Αν κρίνουμε πάντως από το στοιχείο ιρίδιο και αν είχαμε τη δυνατότητα να παραχθεί κάποια αισθητή ποσότητα, θα είχε χρώμα ασημί και η επιφάνειά του θα προσβαλλόταν από τον αέρα, τον ατμό και τα οξέα.
Απορίες λογικές και μη
Αφού έχει παραχθεί μόλις ένας πυρήνας ή έστω ένα άτομο από το μαϊτνέριο, πώς δίνετε αριθμούς για την πυκνότητά του και τις άλλες ιδιότητες;
Είναι πολύ δικαιολογημένη η απορία, και οι σχετικοί αριθμοί για το σημείο τήξης και την πυκνότητα συνάγονται μόνο από την ομοιότητά του με το στοιχείο ιρίδιο. Γι' αυτό και δίδονται στο τμήμα «Αριθμοί κυκλοφορίας» με τη λέξη «μεγαλύτερο» μπροστά από αριθμούς που ανήκουν στην πραγματικότητα στο ιρίδιο.
Αν έχει τόσο μικρό χρόνο ημιζωής, τι γίνεται μετά;
Μετά λοιπόν ο κόσμος δεν σταματά να γυρίζει και εκπέμποντας ακτινοβολία-α, δηλαδή χάνοντας έναν πυρήνα ηλίου (δύο νετρόνια και δύο πρωτόνια) προκύπτει βόριο, μετά ένα άλλο στοιχείο που δεν έχουμε ασχοληθεί μαζί του ακόμη, το ντούμπνιο, και με τη σύλληψη ενός ηλεκτρονίου προκύπτει κάτι πιο σταθερό, το ραδερφόρντιο-258.http://www.tovima.gr/