Tại "thủ phủ" vật lý hạt nhân Dubna bên bờ Volga nổi tiếng, các nhà khoa học Nga đang chuẩn bị thực hiện một nhiệm vụ tưởng chừng chỉ có trong phim viễn tưởng: Tổng hợp nguyên tố thứ 119 và 120, chính thức mở ra chu kỳ thứ 8 hoàn toàn mới trong Bảng tuần hoàn Mendeleev.
Ảnh minh họa do AI tạo.
Trong một thông báo mới nhất vào cuối tháng 3/2026, các chuyên gia tại Phòng thí nghiệm Phản ứng Hạt nhân Flerov (thuộc JINR) cho biết họ đã sẵn sàng đưa "Nhà máy Nguyên tố Siêu nặng" – hệ thống máy gia tốc hiện đại nhất thế giới – vào một cuộc thử nghiệm mang tính lịch sử.
Mục tiêu không gì khác ngoài việc bắn phá các hạt nhân để tạo ra những nguyên tố siêu nặng mới chưa từng tồn tại trong tự nhiên/trong bảng tuần hoàn.
Từ lâu, Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học (hay Bảng tuần hoàn Mendeleev) đã dừng lại ở con số 118 (Oganesson - ký hiệu nguyên tử Og, số hiệu nguyên tử 118. Nguyên tố được đặt theo tên của nhà vật lý hạt nhân huyền thoại người Nga Yuri Oganessian. Ông nổi tiếng nhất với vai trò nhà nghiên cứu các nguyên tố siêu nặng.
Yuri Oganessian (14/4/1933) đã có những đóng góp to lớn cho Bảng tuần hoàn các nguyên tố đến nỗi nguyên tố số 118 được đặt theo tên ông. Giờ đây, người Nga muốn tiếp tục tìm kiếm những nguyên tố nặng hơn nữa. Ảnh: MAX AGUILERA HELLWEG
Oganesson là nguyên tố nặng nhất được biết đến cho đến nay và nằm ở cuối nhóm 18 (các khí hiếm) trong bảng tuần hoàn.
NHƯNG đối với các bộ óc thiên tài tại Viện Nghiên cứu Hạt nhân Liên hợp (JINR) của Nga, đó chưa phải là điểm cuối cùng của vật chất.
Chúng ta đang nói về các nguyên tố (thứ 119 và 120) sẽ tiếp tục Bảng tuần hoàn sau Oganesson và, trên thực tế, bắt đầu chu kỳ thứ 8 - tức là một hàng ngang mới trong Bảng, nơi chứa các nguyên tố có hạt nhân nặng hơn tất cả những nguyên tố đã biết.
Cuộc "đi săn" hạt nhân hiếm từ những "cú va chạm triệu đô"
Một số chi tiết về thí nghiệm đã được tiết lộ.
Để tạo ra nguyên tố thứ 119 và 120, các nhà khoa học Nga phải thực hiện những cú "va chạm triệu đô" tại Nhà máy Nguyên tố Siêu nặng trị giá 60 triệu USD, thông qua cỗ máy gia tốc hạt DC-280 có cường độ chùm tia mạnh gấp 10 lần so với bất kỳ hệ thống nào khác trên hành tinh.
Infographic do AI tạo.
Nếu coi việc tổng hợp các nguyên tố siêu nặng là một cuộc "đi săn" các hạt nhân hiếm, thì DC-280 (Dubna Cyclotron-280) chính là khẩu súng bắn tỉa hiện đại và mạnh mẽ nhất thế giới hiện nay.
Họ sử dụng các chùm ion cực mạnh để bắn phá các tấm bia làm bằng nguyên tố hiếm. Đây là một trò chơi của sự kiên trì và chính xác tuyệt đối: Hàng tỷ tỷ cú va chạm mới may ra có một vài hạt nhân hợp nhất thành công.
Đối với nguyên tố 119, họ lấy một nguyên tố hiếm—berkelium-249—và bắn phá nó bằng các hạt nhân titan-50.
Đối với nguyên tố 120, một phương pháp tương tự được sử dụng: Curium-248 được chiếu xạ bằng các hạt nhân crom-54.
Đồ họa bên trong Nhà máy Nguyên tố Siêu nặng. Nguồn: C. BICKEL/Science
Máy gia tốc hạt DC-280 tại Nhà máy Nguyên tố Siêu nặng.
Thí nghiệm này đã được chuẩn bị trong khoảng 5 năm. Một nhóm nghiên cứu quốc tế lớn đã tham gia vào công việc này—không chỉ các nhà khoa học Nga mà còn cả các chuyên gia từ các nước đối tác.
Giám đốc Viện JINR tuyên bố rằng các đối thủ cạnh tranh của JINR tại Nhật Bản, Mỹ và châu Âu vẫn chưa đạt được kết quả tương tự. Ông cho rằng các thông số và đặc điểm của cơ sở vật chất của các nước này chưa cho phép họ thực hiện phản ứng hạt nhân mong muốn, trong khi JINR lại có khả năng đó.
Viện JINR dự kiến sẽ có kết quả đầu tiên vào tháng 9-10 năm 2026.
Tại sao thế giới phải "nín thở" chờ đợi?
Việc tìm ra nguyên tố 119 và 120 không chỉ là để điền thêm vào ô trống trên mặt giấy. Đây là cuộc hành trình tiến tới "Đảo Ổn Định" (Island of Stability) – một giả thuyết vật lý hạt nhân quan trọng cho rằng ở một ngưỡng nào đó, các nguyên tố siêu nặng sẽ không còn phân rã trong tích tắc như các nguyên tố nhân tạo thông thường mà có thể tồn tại lâu dài.
Nếu chạm tới "hòn đảo" này, nhân loại có thể sở hữu những vật liệu với đặc tính kỳ diệu mà chúng ta chưa bao giờ dám mơ tới: Từ những nguồn năng lượng sạch vô tận cho đến các loại vật liệu siêu cứng, siêu nhẹ để du hành vũ trụ.
Dự án này một lần nữa khẳng định, trong cuộc đua chinh phục thế giới vi mô, nước Nga vẫn là người dẫn đầu. Các nhà khoa học tại Dubna không chỉ đang làm thí nghiệm, họ đang định nghĩa lại giới hạn của vũ trụ.
Dự kiến, những đợt bắn phá hạt nhân quan trọng nhất sẽ diễn ra suốt nửa cuối năm 2026. Cả thế giới khoa học đang đổ dồn sự chú ý về Dubna, chờ đợi khoảnh khắc một cái tên mới, một biểu tượng mới chính thức được ghi danh vào di sản vĩnh cửu của Mendeleev.