Khi tên nguyên tố trở thành chiến trường của Chiến tranh Lạnh
Năm 1955, các nhà khoa học Mỹ đặt tên nguyên tố 101 là mendelevium để vinh danh nhà hóa học Nga Dmitri Mendeleev. Cử chỉ hữu nghị hiếm hoi ấy nhanh chóng nhường chỗ cho nhiều thập niên tranh cãi: phòng thí nghiệm nào thực sự tạo ra nguyên tố mới, bằng chứng nào đủ thuyết phục và ai được quyền chọn tên. Ở cuối bảng tuần hoàn, một cái tên không chỉ phân biệt các nguyên tố. Nó còn ghi nhận quyền phát hiện, địa vị của phòng thí nghiệm và uy tín quốc gia giữa Chiến tranh Lạnh. [1]
Vì sao mendelevium từng là một cử chỉ ngoại giao?
Nhóm tại Phòng thí nghiệm Bức xạ Đại học California ở Berkeley công bố nguyên tố 101 và chọn tên mendelevium để vinh danh Mendeleev vì ông đã dùng hệ thống tuần hoàn để dự đoán tính chất của những nguyên tố chưa được tìm thấy. Việc một nhóm Mỹ tôn vinh nhà khoa học Nga mang ý nghĩa đặc biệt trong bối cảnh hai nước đối đầu. Nhà hóa học Albert Ghiorso về sau còn kể rằng một đồng nghiệp Pháp xem lựa chọn này là đóng góp đáng kể cho quan hệ quốc tế. [1]
Tên gọi ấy cũng đánh dấu một thay đổi rộng hơn. Nhiều nguyên tố trước đó được đặt theo khoáng vật, thiên thể, đặc tính vật lý hoặc địa danh. Khi các nguyên tố mới ngày càng được tạo ra trong phòng thí nghiệm, tên người và những địa điểm gắn với quá trình tạo ra chúng trở nên phổ biến hơn. Vì thế, đặt tên dần giống một cách ghi công: cái tên cho biết cộng đồng khoa học sẽ nhớ đến ai và nơi nào. [1]
Điều gì khiến quyền phát hiện khó phân định?
Các nguyên tố sau fermium, tức từ nguyên tố 101 trở đi, thường được gọi là nhóm transfermium. Chúng rất khó tạo ra, đôi khi chỉ xuất hiện từng nguyên tử, rồi phân rã sau khoảng thời gian ngắn. Nhà nghiên cứu không thể xử lý chúng như một mẫu vật bền có thể cất giữ và chuyển cho phòng thí nghiệm khác kiểm tra. Họ phải nhận diện nguyên tố qua tín hiệu đo được và chuỗi sản phẩm hình thành khi hạt nhân phân rã. [1]
Khó khăn không chỉ nằm ở thiết bị. Berkeley và Viện Liên hiệp Nghiên cứu Hạt nhân tại Dubna còn bất đồng về cách hiểu bằng chứng. Phía Dubna sử dụng sự phân hạch tự phát, hiện tượng hạt nhân rất nặng tự tách thành các hạt nhân nhỏ hơn, nhẹ hơn cùng các hạt khác. Phía Mỹ cho rằng chỉ đo hoạt động ấy chưa đủ; họ muốn lần ngược từ các sản phẩm phân rã để xác định hạt nhân ban đầu. Hai phương pháp có thể cùng tạo tín hiệu đáng chú ý nhưng không nhất thiết dẫn mọi người đến cùng một kết luận. [1]
Có thể hình dung vấn đề như việc nhận ra một vật chỉ qua những mảnh nó để lại, trong khi vật ban đầu đã biến mất. Nếu các nhóm không thống nhất mảnh nào là dấu hiệu quyết định, tranh luận sẽ không dừng ở câu hỏi ai quan sát trước. Nó chuyển thành câu hỏi sâu hơn: thế nào mới được tính là đã phát hiện một nguyên tố? [1]
Nobelium đã làm lộ điểm yếu của quy ước cũ ra sao?
Rắc rối bùng lên quanh nguyên tố 102. Năm 1957, một nhóm hợp tác giữa các cơ sở tại Mỹ, Anh và Thụy Điển thông báo đã tạo ra nguyên tố này, đề xuất tên nobelium và được Liên minh Quốc tế về Hóa học Thuần túy và Ứng dụng (IUPAC) chấp nhận. Berkeley và Dubna đều gặp khó khăn khi tái tạo kết quả. Sau đó, mỗi bên dùng phương pháp riêng và cùng tuyên bố vào năm 1958 rằng mình đã tạo được nguyên tố 102. [1]
Berkeley cuối cùng chấp nhận giữ tên nobelium. Nhóm Liên Xô muốn đổi thành joliotium để vinh danh Frédéric Joliot-Curie, nhưng IUPAC từ chối. Tranh chấp cho thấy tập quán “người phát hiện được đề xuất tên” chỉ hoạt động trơn tru khi cộng đồng đã đồng thuận ai là người phát hiện. Nếu chính danh hiệu đó còn chưa rõ, quyền đặt tên không giải quyết xung đột mà trở thành một phần của xung đột. [1]
Mâu thuẫn trở nên gay gắt hơn với các nguyên tố 104 và 105, đến mức giai đoạn này được gọi là “Cuộc chiến transfermium”. Những bất đồng xuất hiện trong hội nghị, bài báo và trao đổi trực tiếp giữa các nhà nghiên cứu. Trong một lĩnh vực chỉ có rất ít cơ sở đủ khả năng tạo và phát hiện nguyên tố nặng, mỗi tuyên bố thành công đồng thời tác động đến danh tiếng cá nhân, vị thế phòng thí nghiệm và niềm tự hào quốc gia. [1]
Vì sao seaborgium gây tranh cãi theo cách khác?
Cuộc tranh luận về nguyên tố 106 không chủ yếu xoay quanh Berkeley và Dubna. Năm 1994, nhóm Berkeley đề nghị tên seaborgium để vinh danh Glenn Seaborg, người có vai trò trong việc phát hiện nhiều nguyên tố và khi đó vẫn còn sống. IUPAC ban đầu phản đối việc tạo tiền lệ đặt tên nguyên tố theo một người đang sống, dù trước đó tổ chức này chưa có lệnh cấm như vậy. [1]
Sau một chiến dịch gửi thư do những người ủng hộ Seaborg tổ chức, IUPAC thay đổi quyết định và chấp nhận tên seaborgium. Trường hợp này mở rộng câu hỏi về quyền đặt tên: ngoài việc xác định ai phát hiện trước, cộng đồng còn phải cân nhắc một người cần được lịch sử đánh giá trong bao lâu trước khi nhận vinh dự. Năm 2016, nguyên tố 118 mang tên oganesson theo Yuri Oganessian, một nhà tiên phong nghiên cứu nguyên tố nặng tại Dubna và cũng là người còn sống khi được đặt tên. [1]
Cuộc chiến tên gọi đã được tháo gỡ thế nào?
Năm 1986, IUPAC và Liên minh Quốc tế về Vật lý Thuần túy và Ứng dụng triệu tập một nhóm gồm các nhà vật lý và hóa học. Nhóm này xây dựng tiêu chí kỹ thuật để xác định khi nào một nguyên tố được xem là đã phát hiện, rồi áp dụng chúng để phân chia công trạng đối với các nguyên tố từ 101 đến 109. Khi chuẩn bằng chứng được xác lập trước, việc đặt tên không còn phải gánh toàn bộ cuộc tranh cãi về quyền ưu tiên. [1]
Các tiêu chí ấy tiếp tục được dùng khi xem xét những nguyên tố từ 110 đến 118, giúp quá trình đặt tên diễn ra mà không tái hiện mức độ đối đầu trước đó. Đồng thời, cuộc tìm kiếm không còn là sân chơi riêng của Berkeley và Dubna: các cơ sở tại Darmstadt ở Đức và Riken ở Nhật Bản cũng tham gia, còn Dubna hợp tác với những phòng thí nghiệm Mỹ để tạo các nguyên tố nặng hơn. [1]
Nhìn theo cách này, phần cuối bảng tuần hoàn là một bản ghi lịch sử thu nhỏ. Mỗi ô vẫn đại diện cho một nguyên tố, nhưng tên của nó có thể lưu lại cả phương pháp thực nghiệm, cuộc thương lượng về tiêu chuẩn và người được trao công trạng. Cuộc chiến transfermium không làm thay đổi bản chất hóa học của các nguyên tố; nó làm rõ rằng ngôn ngữ dùng để sắp xếp khoa học cũng được hình thành bởi con người và thời đại của họ. [1]