Khám phá bí mật của nguyên tố Plutonium

Các nhà nghiên cứu ở Rutgers, Đại học bang New Jersey đã vừa vén lên những bí mật về đặc tính hoá học và vật lý của nguyên tố plutonium nổi tiếng.

Trong một công trình đăng trên Nature, nhóm nghiên cứu đã báo cáo rằng, các electron hoá trị trong kim loại plutonium rắn luôn thăng giáng rất nhanh giữa các orbital khác nhau của nguyên tử. Điều đó trái với khẳng định của các lý thuyết trước đây cho rằng có một số xác định các electron hoá trị trên những orbital này.

Khám phá của nhóm Rutgers giúp giải thích một số đặc trưng khó hiểu của plutonium: không giống nhiều kim loại, plutonium không có từ tính và cũng không phải là chất dẫn điện tốt, thể tích của nó thay đổi nhiều một cách bất thường khi thay đổi nhiệt độ và áp suất.

(Ảnh: webelements)
Những khám phá này ngoài ý nghĩa giải thích khoa học còn có khả năng giúp các nhà khoa học tạo ra những vật liệu hạt nhân an toàn hơn phục vụ công nghiệp, năng lượng và y tế.

"Một lý thuyết cho phép sự thăng giáng thất thường của các electron hoá trị ở đây có thể dùng để giải thích rất tốt các tính chất được quan sát trong phòng thí nghiệm," Kristjan Haule ở Rutgers nói. Ông cũng chỉ ra những kết quả mới nhận được từ phổ hấp thụ tia X và phổ hụt năng lượng điện tử. "Thêm vào đó, lý thuyết còn tiên đoán chính xác tính chất hai nguyên tố láng giềng của plutonium là americium và curium. Chúng có cấu trúc nguyên tử tương tự nhau nhưng lại khác nhau nhiều về các tính chất điện và từ."

Lý thuyết mới này là sự kết hợp rất hiệu quả của hai lý thuyết hiện có: Lý thuyết gần đúng mật độ địa phương và lý thuyết trường trung bình động học. Nếu làm ăn riêng rẽ, mỗi lý thuyết này sẽ không thể mô tả được tất cả các tính chất vật lý được quan sát của plutonium.

Công trình đăng trên Nature của Rutgers còn có tầm quan trọng củng cố thêm các phương pháp nghiên cứu những vật liệu phức tạp của các nguyên tố láng giềng với plutonium. Chúng chủ yếu là những kim loại phóng xạ và đất hiếm, có tính chất điện và từ phụ thuộc vào các electron orbital f. Chúng được coi là những ví dụ cho loại vật liệu tương quan mạnh, có nhiều đặc điểm phức tạp và bất thường.

Donquichote

Theo Rutgers, the State University of New Jersey, Vật lý Việt Nam

Từ khóa liên quan:
TIN CŨ HƠN
Phong tục lễ Tạ Ơn khác biệt khắp năm châu

Phong tục lễ Tạ Ơn khác biệt khắp năm châu

Lễ Tạ Ơn không chỉ có riêng ở Mỹ mà còn được tổ chức ở nhiều quốc gia với tên gọi, phong tục và nghi lễ riêng biệt.

Đăng ngày: 31/08/2025
Các nhà khoa học phát hiện LUCA, sinh vật đơn bào được cho là thủy tổ của sự sống

Các nhà khoa học phát hiện LUCA, sinh vật đơn bào được cho là thủy tổ của sự sống

Tổ tiên chung phổ quát cuối cùng là một tế bào sống cách đây 4,2 tỷ năm, khi Trái đất có những đại dương nóng và rất ít oxy.

Đăng ngày: 28/08/2025
Những điều bí ẩn trong rừng Amazon khiến bạn

Những điều bí ẩn trong rừng Amazon khiến bạn "hết hồn"

Khu rừng già Amazon rộng lớn luôn ẩn chứa những điều bí ẩn chưa được khám phá, khiến chuyến đi vào rừng đầy rẫy hiểm nguy nhưng không kém phần thú vị và kích thích trí tò mò.

Đăng ngày: 28/08/2025
Đất nước duy nhất chưa từng có bóng dáng loài rắn từ thuở sơ khai

Đất nước duy nhất chưa từng có bóng dáng loài rắn từ thuở sơ khai

Bạn biết không, rắn là một trong những loài có độ phân bổ sinh học tương đối rộng. Chỉ cần có điều kiện phù hợp, rắn chắc chắn sẽ xuất hiện.

Đăng ngày: 27/08/2025
Cặp chị em song sinh độc nhất vô nhị

Cặp chị em song sinh độc nhất vô nhị

Cặp chị em sinh đôi người Mỹ Sienna và Sierra Bernal được đánh giá là độc nhất vô nhị khi một trong số họ chỉ có kích thước cơ thể bằng một nửa người còn lại.

Đăng ngày: 27/08/2025
Nguồn gốc của oxy trên Trái Đất

Nguồn gốc của oxy trên Trái Đất

Hàng tỷ năm trước, thạch anh vỡ vụn phản ứng với nước, cung cấp điều kiện cần thiết cho tiến hóa của vi sinh vật quang hợp sản sinh phần lớn oxy trong khí quyển ngày nay.

Đăng ngày: 27/08/2025
Ánh sáng dạng hạt hay dạng sóng?

Ánh sáng dạng hạt hay dạng sóng?

Một thí nghiệm mới đây (2/11) của các nhà khoa học tại Đại học Bristol của Anh, lần đầu tiên cho thấy, ánh sáng ở dạng hạt và sóng đồng thời cùng một lúc, có thể giải mã bí ẩn bản chất thật sự của ánh sáng và toàn bộ thế giới lượng tử.

Đăng ngày: 26/08/2025
Khoa Học News