Alt er bygget af stjernestøv

HJEMMESKOLEN: I det glohede kaos efter big bang opstod de første grundstoffer. Siden har stjerner skabt resten af naturens materialer, som ­mennesker og alt, hvad vi møder i hverdagen, består af. Nu har forskerne taget over, hvor naturen slap: i laboratoriet skaber de endnu ­flere byggeklodser. Her får du et overblik over alle grundstoffernes fødsel.

HJEMMESKOLEN: I det glohede kaos efter big bang opstod de første grundstoffer. Siden har stjerner skabt resten af naturens materialer, som ­mennesker og alt, hvad vi møder i hverdagen, består af. Nu har forskerne taget over, hvor naturen slap: i laboratoriet skaber de endnu ­flere byggeklodser. Her får du et overblik over alle grundstoffernes fødsel.

GRUNDSTOF 1-3: Big bang

Big bang fødte de letteste grundstoffer

De første tre grundstoffer i det periodiske system blev skabt i de første 20 minutter af universets historie. Fra den ekstremt varme ursuppe med frie elementarpartikler, der skød afsted mellem hinanden, opstod enorme mængder brint og helium og en smule litium.

© Henning Dalhoff/Lotte Fredslund

Big bang er startskuddet til alting

Universet bliver født ved big bang som en lille, ekstremt tæt og varm klump af energi og stof, der udvider sig eksplosivt.

©

Partikler flyder frit rundt i ursuppen

Elementarpartikler opstår og flyder frit rundt i såkaldt kvark-gluon-plasma, fordi varmen forhindrer, at de går sammen.

©

Kvarker finder sammen i simple kerner

Temperaturen falder nok til, at kvarker kan koble sig sammen tre og tre og danne atomernes kernepartikler – protoner og neutroner.

©

De første atomkerner bliver bygget

Protoner og neutroner fusionerer til positve kerner af helium og lithium. Brintkerner er kun en proton, så dermed er alle de tre første grundstoffer skabt.

©

Atomkerner indfanger elektroner

Universet er afkølet til ca. 3000 grader, og nu kan de positive kerner indfange negative elektroner: De første neutrale atomer er dannet.

GRUNDSTOF 4-94: Stjerner

Stjerner skaber naturens byggesten

Himlen er fuld af kraftige kernereaktorer: stjerner. Gennem deres liv, død og sammenstød bygges og spredes de grundstoffer, der er nødvendige for at bygge alt i universet.

GRUNDSTOF 95-118: Forskere

Fysikere udvider det periodiske system

Forskerne fortsætter naturens arbejde i partikelacceleratorer, der bygger de tungeste grundstoffer ved at smelte lettere atomkerner sammen. Processen kræver stor præcision og derfor uhyre mange forsøg, før et nyt grundstof opstår.

Sådan skabes nye tunge grundstoffer til det periodiske system
© Claus Lunau

1. Accelerator giver fart

Hvis forskerne vil skabe grundstof 115, moscovium, sendes lette ­kalciumatomer ind i en partikelaccelerator. Billioner af atomer sendes afsted hvert sekund i flere måneder.

Sådan skabes nye tunge grundstoffer til det periodiske system
© Claus Lunau

2. Tungt stof beskydes

Kalcium rammer tungere atomer af americium, der sidder på en roterende skive. Ved præcis den rigtige kollisionskraft smelter de sammen til det nye stof.

Sådan skabes nye tunge grundstoffer til det periodiske system
© Claus Lunau

3. Magneter sorterer

Partiklerne fra sammenstødene farer gennem et magnetfelt, hvor de kendte grundstoffer frasorteres. Kun de tungeste grundstoffer farer videre.

Sådan skabes nye tunge grundstoffer til det periodiske system
© Claus Lunau

4. Detektor finder nyt stof

Atomernes hastighed og masse måles i en detektor. Her registreres det nye grundstof og de lettere grundstoffer, som det hurtigt henfalder til.

Jagten på grundstof 119 er gået ind

I 2016 kulminerede flere års forsøg med fire nye grundstoffer, da stofferne blev godkendt af International Union of Pure and Applied Chemistry og ført ind i det periodiske system.

Stofferne har numrene 113, 115, 117 og 118 og udfylder de sidste ledige pladser i systemets syvende periode.

Fysikere ved det japanske forskningscenter Riken er begyndt at lede efter grundstof 119, der foreløbig har fået navnet ununennium. Rikens direktør, Hideto En’yo, mener, at både grundstof 119 og 120 bliver opdaget inden 2023. I så fald bliver grundstofferne de første i det periodiske systems ottende periode.

De tungeste forskerskabte grundstoffer henfalder på en brøkdel af et sekund og kan ikke bruges i praksis, men måske findes der supertunge atomer, der kan holde og fx udnyttes i nye materialer. Teoretisk er atomer med det rette antal kernepartikler – en balance mellem protoner og neutroner – mere stabile.

Fysikerne leder efter en såkaldt stabilitetens ø af langlivede atomer, der formentlig har en kerne med 114, 120 eller 126 protoner og 172 eller 184 neutroner. Teknologien til at fremstille så tunge atomer eksisterer dog ikke endnu.