Учените дълго време се опитват да разгадаят мистерията на плутония, зародила се още по времето на проекта “Манхатън”. При разработката на атомното оръжие, физиците се натъкнали на факта, че плутоният “се държи” както никой друг химичен елемент. За да “изгладят” решетката му, се наложило да добавят галий, което дало исканият резултат. Но нямало обяснение защо галият “върши” чудеса.

Връзките на електроните в плутония правят неравномерна кристалната решетка на елемента, а ядрата на атомите му са нестабилни и предизвикват разпадане на цялата метална решетка. Първите получени количества плутоний са твърде нетрайни, заради подобната на минерал структура на кристала. За да направят метала годен за употреба при нормални условия, учените трябвало да намерят начин да запазят подредената му структура такава, каквото се получава при висока температура и високо налягане. Участвалите в проекта “Манхатан” физици постигнали това, като добавили малки количества галий.

Така или иначе, “стабилизирането” на плутония с галий останало без строго научно обяснение – те просто го направили и това свършило работа, казва пред Space daily Кевин Мур от MSTD (Materials Science and Technology Division) в Националната лаборатория “Лоурънс-Ливърмор”, САЩ.

За пръв път сега учените дават обяснение на факта, защо галият “сработил”. В чистия плутоний връзките между атомите са много неравностойни, което прави металната му структура с много малка симетрия. Когато в плутониевата решетка се добави атом галий обаче, връзките стават по-подредени и в резултат се получава структура с по-голяма симетрия.

“Галият “изглажда” връзките в плутония”, казва Мур. Опитите и изчисленията ясно показват защо галият стабилизира механичната структура на плутония при стайна температура. Резултатите от изследването на Мур и колегите му са публикувани в майският брой на онлайн ресурса Physical Review Letters.