Découvrir un nouvel élément, ça n’arrive pas tous les jours. Certains chercheurs y consacrent leur carrière entière. Mais pour avoir une chance de passer à la postérité, ils doivent respecter quelques règles.

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En 1991, le tableau périodiquetableau périodique comptait 109 éléments. Mais les plus récemment découverts n'avaient pas pu être nommés. La priorité de leur découverte demeurait en effet ambiguë. Par conséquent, un groupe de travail international, comportant aussi bien des chimistes que des physiciensphysiciens, avait défini quelques règles utiles. Depuis de nouveaux éléments ont été ajoutés au tableau. Et ils ont tous pu être nommés dans la sérénité, du darmstadtiumdarmstadtium, l'élément 110, à l'oganessonoganesson, l'élément 118.

Ces dernières années, dans leur quête de nouveaux éléments superlourds, les chercheurs ont pu bénéficier du développement de faisceaux intensifs d'isotopesisotopes rares, mais stables, de l'utilisation de cibles d'actinides radioactifs riches en neutronsneutrons et de méthodes de détection très sensibles. Et il est apparu nécessaire, en 2017, de réviser les critères posés en 1991. Ainsi, un nouveau rapport définit-il désormais précisément ce qu'est un nouvel élément et à partir de quand une découverte peut être ainsi qualifiée.

Il est fort probable que les prochains éléments superlourds à rejoindre le tableau périodique des éléments seront l’élément 119 et l’élément 120. © malachy120, Fotolia
Il est fort probable que les prochains éléments superlourds à rejoindre le tableau périodique des éléments seront l’élément 119 et l’élément 120. © malachy120, Fotolia

Apporter la preuve du nombre de protons

La condition essentielle apparaît être celle du nombre de protonsprotons. En effet, il revient aux chercheurs, qui prétendent avoir découvert un nouvel élément, d'apporter la preuve que son noyau présente un nombre de protons différent de celui des nucléides déjà connus. Les éléments superlourds étant généralement instables, le moyen le plus direct consiste à mesurer la chaîne de désintégration de l'élément. Ainsi, le nouvel élément se retrouve directement connecté à des noyaux connus par une relation dite génétiquegénétique.

Si l'élément est produit au cours de réactions de fusionfusion au cœur d'un accélérateur de particules, plusieurs méthodes physiquesphysiques ou chimiques peuvent apporter la preuve de son existence. Par exemple, une mesure précise de sa massemasse ou des mesures de son rayonnement X.

Dans le cas où plusieurs équipes revendiquent la découverte d'un même nouvel élément, c'est la date de soumission de la publication incluant les preuves à une revue scientifique reconnue qui sera prise en compte pour en attribuer la paternité. Et c'est alors l'Union internationale de chimiechimie pure et appliquée (IUPAC) et l'Union internationale de physique pure et appliquée (UIPPA) qui valideront le droit de découverte qui va de pair avec l'autorisation de nommer le nouvel élément, selon les critères de dénominations prédéfinis.