Pengantar unsur terberat

Inti atom terberat dibuat dalam reaksi nuklir yang menggabungkan dua inti lain yang ukurannya tidak sama menjadi satu; secara kasar, semakin tidak sama kedua inti dalam hal massa, semakin besar kemungkinan keduanya bereaksi. Bahan yang terbuat dari inti yang lebih berat dijadikan target, yang kemudian dibombardir oleh berkas dari inti yang lebih ringan. Dua inti dapat berfusi menjadi satu hanya jika mereka cukup dekat satu sama lain; biasanya, inti menolak satu sama lain karena adanya tolakan elektrostatis. Interaksi yang kuat dapat mengatasi tolakan ini, tetapi hanya dalam jarak yang sangat dekat dari inti; inti berkas demikian sangat dipercepat untuk membuat tolakan tersebut tidak signifikan dibandingkan dengan kecepatan inti berkas. Mendekat saja tidak cukup untuk dua inti berfusi: ketika dua inti saling mendekat, mereka biasanya tetap bersama selama kira-kira 10−20 detik dan kemudian berpisah dan bukan membentuk satu inti. Jika fusi benar-benar terjadi, penggabungan sementara—disebut inti majemuk—adalah keadaan tereksitasi. Untuk kehilangan energi eksitasi dan mencapai keadaan yang lebih stabil, inti majemuk melakukan fisi atau mengeluarkan satu atau beberapa neutron, yang membawa pergi energi. Ini terjadi sekitar 10−16 detik setelah tabrakan awal. Berkas tersebut melewati target dan mencapai ruang berikutnya, pemisah; jika inti baru dihasilkan, ia akan dibawa dengan berkas ini. Di dalam pemisah, inti yang baru dihasilkan dipisahkan dari nuklida lain dan dipindahkan ke pendeteksi penghalang permukaan, yang menghentikan inti. Lokasi pasti dari tumbukan yang akan datang pada detektor ditandai; energi dan waktu kedatangannya juga ditandai. Pemindahan ini memakan waktu sekitar 10−6 detik; agar dapat dideteksi, inti harus bertahan selama ini. Inti dicatat lagi setelah peluruhannya dicatat, dan lokasi, energi, dan waktu peluruhannya diukur. Stabilitas sebuah inti disediakan oleh interaksi yang kuat. Namun, jangkauannya sangat pendek; ketika inti menjadi lebih besar, pengaruhnya terhadap nukleon terluar melemah. Pada saat yang sama, inti terkoyak oleh tolakan elektrostatis antar proton, karena jangkauannya tidak terbatas. Dengan demikian, inti dari unsur-unsur terberat diprediksi secara teoritis dan sejauh ini telah diamati meluruh terutama melalui mode peluruhan yang disebabkan oleh tolakan seperti: peluruhan alfa dan fisi spontan; mode tersebut dominan untuk inti unsur superberat. Peluruhan alfa dicatat oleh partikel alfa yang dipancarkan, dan produk peluruhannya mudah ditentukan sebelum peluruhan yang sebenarnya; jika peluruhan seperti itu atau serangkaian peluruhan berurutan menghasilkan inti yang diketahui, produk asli dari suatu reaksi dapat ditentukan secara aritmetika. Namun, fisi spontan menghasilkan berbagai inti sebagai produk, sehingga nuklida asli tidak dapat ditentukan dari turunannya. Informasi yang tersedia bagi fisikawan yang ingin mensintesis salah satu unsur terberat adalah informasi yang dikumpulkan pada pendeteksi: lokasi, energi, waktu kedatangan partikel ke pendeteksi, dan peluruhannya. Fisikawan menganalisis data ini dan berusaha menyimpulkan bahwa itu memang disebabkan oleh unsur baru dan tidak mungkin disebabkan oleh nuklida yang berbeda dari yang diklaim. Seringkali, data yang diberikan tidak cukup untuk kesimpulan bahwa unsur baru pasti dibuat dan tidak ada penjelasan lain untuk efek yang teramati; terjadi kesalahan penginterpretasian data.