Tabla periódica en la que se observa el einstenio en la posición 99.

Tras varias décadas desde su descubrimiento, los científicos norteamericanos han logrado describir por fin el einstenio, un misterioso elemento de origen sintético y altamente radiactivo, bautizado como tal en honor al científico más conocido y popular del siglo XX, Albert Einstein.

La contribución de Albert Einstein en la generación del elemento 99 de la tabla periódica

Albert Einstein, galardonado en 1921 con el premio Nobel de física, es recordado con admiración y respeto por sus valiosas contribuciones científicas. Pero ahora, 100 años después de su reconocimiento, el einstenio, un elemento en la tabla periódica, se ha convertido en una nueva referencia. Para comprender mejor el porqué, conviene hacer un rápido viaje al pasado.

Inicialmente, Einstein conmocionó a la comunidad científica de la época al descubrir el efecto fotoeléctrico. Años después, contribuiría en la comprensión de la fusión y fisión nuclear, un trabajo que sentaría las bases para la invención de armas nucleares y, por supuesto, con el aprovechamiento de la energía nuclear.

En 1939, el científico Leó Szilárd y Einstein enviaron una carta al presidente de los Estados Unidos de entonces, Franklin D. Roosevelt, advirtiéndole sobre nuevos peligros. Alemania estaría desarrollando armas nucleares gracias a sus hallazgos, por lo que Estados Unidos debía prepararse en el mismo campo. Fue esto lo que dio inicio al Proyecto Manhattan y el desarrollo de las bombas nucleares que se detonarían posteriormente.

La explosión de Ivy Mike, el nacimiento del einstenio

Explosión de Ivy Mike que dio origen al einstenio.
Prueba de armas nucleares Mike en el atolón Enewetak. Crédito: National Nuclear Security Administration.

Pero no fue hasta el año 1952 que un dispositivo termonuclear denominado “Ivy Mike” explotó en la isla de Elugelab en el Océano Pacífico, que en la actualidad es parte de las Islas Marshall. Las consecuencias aún figuran como conflictos políticos entre Estados Unidos y las islas, pero el episodio también dio origen a un descubrimiento sublime, pero peligroso: un extraño elemento químico, el einstenio.

Ahora bien, aunque la detonación de Ivy Mike fue el nacimiento del einstenio, los científicos no pudieron examinarlo como lo harían con un recién nacido. Para empezar, surgía de reacciones nucleares muy específicas, y de estas solo surgían cantidades microscópicas. De hecho, solo se detectaron unos 200 átomos. A ello sumamos la peligrosidad derivada de rápida degradación y alta radiactividad.

Todas estas razones hicieron muy difícil la descripción del elemento. De hecho, no fue sino hasta la década de los 70 del siglo XX que los investigadores pudieron hacer los primeros experimentos, que también habían sido los únicos hasta la fecha.

Los obstáculos en la síntesis y almacenamiento del einstenio

Por fortuna, la historia cambió. Recientemente un equipo de investigadores de Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley de la Universidad de California logró sintetizar el elemento, generando un poco más de 233 nanogramos puros. Esta cantidad parece mínima, pero en realidad fue suficiente para llevar a cabo un estudio minucioso que reveló detalles muy esperados por la comunidad científica internacional.

Pero obtener esta muestra y manipularla no fue tarea fácil. El equipo tuvo que recurrir a una reactor nuclear especializado del Laboratorio Nacional de Oak Ridge, en Tennessee, diseñado originalmente para producir californio. A pesar de ello, las reacciones allí generaron einstenio como subproducto.

El siguiente problema fue su almacenamiento, para lo cual diseñaron un soporte específico en una impresora 3D. Como mencionamos al principio, el einstenio es un elemento radiactivo; su vida media es de 276 días. Con su diseño, lograron impedir que se desintegrara en dicho tiempo, aún así se perdió 7,2 por ciento de su masa cada mes.

El einstenio sigue siendo un elemento peculiar y misterioso

A pesar de las dificultades, los científicos pudieron estudiar varias de las propiedades desconocidas del elemento 99 de la tabla periódica, las cuales divulgan en su artículo en la revista Nature.

En primer lugar, lograron medir las distancias de enlace entre los átomos de einstenio y otros átomos a su alrededor, como el carbono, el oxígeno y el nitrógeno. Y bien sabemos cuán útil puede llegar a ser conocer la longitud de enlace en química.

Vial de cuarzo que contiene einstenio iluminado con tonalidades azules.
Vial de cuarzo de 9 mm de diámetro que contiene aproximadamente 300 microgramos de Es-253 sólido. Crédito: Haire, RG, Departamento de Energía de EE.UU.

También midieron el estado de valencia, la carga del átomo que controla cuántos otros átomos pueden unirse a él. Actualmente, el einstenio se encuentra en una posición ambigua en la tabla periódica, pero conocer su valencia podría ayudar a clasificarlo mejor dentro de esta.

Los investigadores también informaron que el elemento deja ver un fenómeno físico interesante, pues se ilumina de forma muy diferente al resto de los elementos cercanos en la tabla periódica, cuando se expone a la luz. La razón sigue siendo desconocida, por lo que es probable que futuras investigaciones se enfoquen en descubrirla.

Aunque estos hallazgos preliminares han marcado un hito en la historia, el einstenio sigue siendo un elemento misterioso y peculiar. Pero probablemente los próximos estudios de este y otros elementos sintéticos tomen menos tiempo gracias a este logro.

Referencias:

Structural and spectroscopic characterization of an einsteinium complex. https://www.nature.com/articles/s41586-020-03179-3

Einsteinium. https://www.rsc.org/periodic-table/element/99/einsteinium

Einsteinium. https://link.springer.com/chapter/10.1007%2F1-4020-3598-5_12