Uno degli elementi più rari e sconosciuti del mondo: il berkelio

Sappiamo ben poco degli attinoidi, quei 15 misteriosi elementi chimici compresi fra l’attinio e il laurenzio, che non esistono sulla Terra.

Ma tra di loro c’è un elemento tanto strano quanto sconosciuto: il berkelio.

Una chimica dell’altro mondo

Gli ultimi esperimenti con questo elemento sintetico incredibilmente raro, hanno dimostrato che i suoi elettroni non si comportano come dovrebbero, sfidando apertamente la meccanica quantistica. È quasi come essere in un universo alternativo, dove la chimica funziona con regole diverse rispetto al nostro mondo.

Il chimico Thomas Albrecht-Schmitt, della Florida State University, sono anni che studia il mondo radioattivo degli attinoidi, tra cui il plutonio, il californio e il berkelio. Quest’ultimo è stato scoperto soltanto nel 1949 ed è stato battezzato con il nome della città di Berkeley, in California. Qui, gli scienziati lo hanno prodotto per la prima volta. Un processo molto difficile e proibitivamente costoso.

È stato stimato che negli ultimi 50 anni sia stato prodotto meno di 1 grammo di berkelio e, nei suoi ultimi esperimenti, Albrecht-Schmitt ha avuto il privilegio di averne a disposizione 13 milligrammi, scoprendo qualcosa di completamente inaspettato, come pubblicato sul Journal of the American Chemical Society.

Elettroni che non rispettano la meccanica quantistica

Mentre quando si tratta di elementi leggeri della tavola periodica, gli elettroni si allineano in configurazioni spiegate dalla teoria quantistica, quando si tratta di berkelio e di altri elementi pesanti, i principi della meccanica quantistica non riescono a spiegare ciò che gli elettroni stanno facendo.

Al contrario, sembra che gli elettroni siano governati dalla teoria della relatività di Einstein. Questa prevede che gli oggetti con massa che si muovono più velocemente diventino più pesanti. Gli elettroni del berkelio, quando iniziano a muoversi a velocità di qualche frazione della velocità della luce, si appesantiscono e si comportano al di fuori di qualsiasi spiegazione quantistica.

Fino a dove potranno spingersi questi fenomeni? Quanto potranno diventare pesanti gli elettroni del berkelio?

Sono quasi 70 anni che il berkelio è stato scoperto ma, ad oggi, molte delle sue proprietà chimiche di base sono ancora sconosciute.