L’hassium-270, doublement magique

La durée de demi-vie calculée, d'environ 22 secondes, est supérieure de nombreux ordres de grandeur à celle de la plupart des éléments très lourds, les transactinides. Un modèle de noyau affiné avait prédit que le Hs-270 se trouve sur un «îlot de stabilité relative» étant donné qu'il se compose de la combinaison «doublement magique» de 108 protons et de 162 neutrons. Si, dans un noyau d'atome, les nombres de protons et de neutrons atteignent certaines valeurs dites «magiques», les particules s'ordonnent en couches et en sous-couches. Elles sont ainsi plus étroitement liées que dans des noyaux où le système de couches est rempli de manière incomplète. La liaison plus solide signifie une plus grande stabilité du noyau d'atome.

Les éléments à nombre «magique» de protons

Parmi les éléments superlourds, les éléments 108, 114, 118, 120 et 126 ont des nombres magiques de protons. Les nombres magiques de neutrons sont 162, 176 et surtout 184. Le GSI avait annoncé dès 1984 la production de l'élément 108; elle n'était parvenue au paravant qu'à produire l'isotope à vie courte 265 par bombardement de plomb avec du fer. C'est en 1997 que l'élément a reçu le nom définitif de «hassium», issu du nom latin de l'Etat fédéral allemand de la Hesse, où se trouve Darmstadt. Dans la table périodique des éléments chimiques, l'hassium fait partie du groupe des métaux transitoires et se comporte ainsi de manière similaire à l'osmium. La démonstration de l'élément 114 a été fournie en 1999. Des chercheurs de Doubna et de Livermore ont rendu compte en octobre 2006 de la démonstration de l'élément 118, l'élément le plus lourd synthétisé jusqu'à présent. Les éléments 120 et 126 n'existent encore qu'à l'état de théorie.

La production d'hassium

Paul-Scherrer était représenté dans le groupe par Rugard Dressler. Les chercheurs ont bombardé pendant plusieurs semaines une feuille de curium-248 avec du magnésium 26 provenant de l'accélérateur d'ions lourds du GSI. Par fusion dans la cible, il s'est ainsi formé du Hs-269, du Hs-270 et d'autres transactinides à vie courte de section efficace extrêmement faible de seulement 3 picobarns. Un lavage rapide de la cible avec un mélange chimique réactif chaud a permis aux chercheurs de séparer chimiquement le Hs et d'observer la désintégration radioactive des noyaux.

Par émission d'une particule alpha, le Hs-270 s'est désintégré en seborgium-266 qui fait lui-même l'objet d'une fission nucléaire spontanée. L'énergie mesurée des particules alpha émises, de 9,02 MeV, a permis au groupe, par la théorie standard, de définir à quelque 22 secondes la durée de vie du Hs-270.