آیا عنصر صفر وجود دارد؟
عدد اتمی صفر به این معنی است که در هسته این عنصر نباید هیچ پرتونی حضور داشته باشد. این در حالی است که محققان در حال تلاش دائم برای ساختن اتم‌هایی هستند که تعداد بیشتری پرتون در هسته اتم‌هایشان دارند و به این ترتیب هر روز نام‌های جدید به جدول تناوبی اضافه می‌شود که هسته‌های سنگین‌تری دارند. اما خب می‌دانیم که این عناصر فقط در آزمایشگاه پدید می‌آیند و هیچ کدامشان پایدار نبوده و در کسری از ثانیه فرو می‌پاشند. این کار فقط جدول تناوبی را از انتهای آن گسترش می‌دهد. اما آیا می‌توان جدول تناوبی را از سوی مخالف هم گسترش داد؟ نخستین کار در این راه ساختن عنصری است که دارای عدد اتمی صفر باشد. آیا چنین عنصری در آزمایشگاه و واقعیت می‌تواند پدید بیاید؟
عنصر شماره صفر حدود یک قرن است که محل حدس و گمانه‌زنی بوده است. در این میان هیچ فیزیک‌دانی بیشتر از فیزیک‌دان آلمانی، «آندریاس آنتروپوف » درباره این عنصر جستجو و تحقیق نکرده است. آنتروپوف این عنصر تئوریک را در ابتدای جدول تناوبی‌ای که خودش درست کرده ، قرار داده بود. او همچنین برای این عنصر نامی در نظر گرفته بود که از ذات بدون پروتون آن سرچشمه می‌گیرد؛ نوترونیوم. دلیلش هم واضح است؛ هسته اتم بدون پروتون تنها دارای نوترون خواهد بود.
جدل تناوبی عناصر
اما اگر در هسته این عنصر تنها نوترون وجود داشته باشد؛ چه چیزی الکترون‌ها را جذب و وادار به چرخش به دور هسته اتم کند. آنتروپوف جوابی برای این سوالات داشت، اماخب این روز‌ها زیاد نامش شنیده نمی‌شود. دلیلش هم گرایش او به نازی‌ها بود، که باعث رسوایی بین‌المللی او در جهان علم شد. اما این مسئله باعث نشد که نام نوترونیوم هم از زبان‌ها بیفتد. این مفهوم البته امروز به معنای متفاوتی به کار می‌رود؛ ماده گازی که کاملا از نوترون تشکیل شده و در کوچکترین و متراکم‌ترین ستاره‌های شناخته شده، پیدا می‌شود؛ ستاره‌های نوترونی.
ستاره‌های نوترونی هسته در هم شکسته ستاره‌های بزرگ هستند. آن‌ها تنها 20 کیلومتر قطر دارند، اما در همین مجموعه کوچک جرمی یک تا 3 برابر خورشید ما را نگه می‌دارند. این جرم فوق‌العاده زیاد از ترکیب آن‌ها ناشی می‌شود. این ستاره‌ها تقریبا به تمامی از نوترون‌هایی تشکیل شده‌اند که در فضایی کوچک بر اثر گرانش شدید به هم چسبیده‌اند. نوترون‌ها معمولا فقط در هسته اتم‌ها وجود دارند و همین باعث می‌شود ستاره‌های نوترونی در نجوم بسیار نادر باشند. این موضوع آن‌ها را لایق داشتن نامی درخور می‌کند که می‌تواند همان نوترونیوم باشد.
اما پرسش نخستین هنوز به قوت خودش باقی است و می‌توان این پدیده را همان عنصر صفردانست؟ به صورت تئوری نوترونیوم فاقد پروتون است، پس در مقام محاسبه می‌توان آن را صفر در نظر گفت، چون وجود نداشتن پروتون به معنای عدد اتمی صفر است. اما همان‌طور که گفته شد این تعریف نیاز به طرز فکری خلاق دارد. نوترونیم تنها زیر فشار خرد کننده ستاره‌های نوترونی می‌تواند وجود داشته باشد وجدا کردن یک نوک قاشق چای‌خوری از این پدیده تقریبا وزنی به اندازه یک کوه خواهد داشت و تقریبا در لحظه جدا شدن به همراه تشعشعات رادیو اکتیو فرو خواهد پاشید. برای درست کردن یک عنصر شماره صفر واقعی، ما نیاز داریم در واقع یک ستاره نوترونی در ابعاد اتمی داشته باشیم. اما پیدا کردن نیرویی که بتوان در این ابعاد نوترون‌ها را در کنار هم نگاه دارد یا نگهداری از یک نوترون منفرد کار بسیار دشواری است. همین‌طور مسئله الکترون‌ها برای داشتن یک اتم واقعی هنوز به قوت خودش باقی است. با این حال می‌توان از آن چشم‌پوشی کرد، چون ساختن هسته یک اتم بدون الکترون برای فرض وجود یک اتم کافی به نظر می رسد. اما خب هنوز حتی تا یک عنصر صفر منفرد از یک ستاره نوترونی راه زیادی مانده است.
علی رنجبران
No tags for this post.
