בשנת 1971 פרסם הפיזיקאי הישראלי אמנון מרינוב מאמר פורץ דרך שבו תיאר יסוד חדש בטבלה המחזורית. מאחר שגילוי היסוד לא נעשה בשיטה המקובלת, וכן הוא לא תאם את המודלים המוכרים של האטום בעת ההיא, התגלית לא התקבלה על ידי כל הקהילה המדעית. כיום הולכות ומצטברות עדויות לכך שהתגלית אכן הייתה נכונה. משפחתו של פרופסור מרינוב המנוח יצרה סרט תיעודי עליו ועל התגלית.

שנת 2019 הוגדרה על ידי הארגון הבינלאומי לכימיה כ״שנת הטבלה המחזורית״, שכן השנה ציינו בעולם 150 שנה לטבלה המחזורית של מנדלייב, הטבלה שמיפתה את עולם היסודות הכימיים [1]. זה הזמן להזכיר את היסוד ה- 112 ואת הקשר הישראלי שלו.

בזמנו של מנדלייב היו מוכרים בעולם כ-63 יסודות. מנדלייב גילה את חוקיותם וסידר אותם כך שעל פי מיקומם בטבלה ניתן לדעת את תכונותיהם הכימיות ומאפייניהם. מדובר בסידור גאוני שהוא הרבה מעבר לסידור טכני, שכן הוא הוסיף רבות לידע הקיים על יסודות אלו. כמו-כן, עצם בנית הטבלה ומיפוי ה"חורים" בה הובילו להבנה שישנם יסודות שטרם התגלו.

בשנת 1966 פירסם הכימאי זוכה פרס נובל, גלן סיבורג, תיאוריה שפרצה את גבולות טבלת היסודות. על פי התיאוריה, מעבר ליסודות הכבדים המוכרים, שדועכים ללא הרף, כמו למשל האורניום, קיימים יסודות כבדים יותר, אך ארוכי חיים ויציבים יחסית. הוא כינה אותם "אי של יציבות." אחד היסודות הללו הוא היסוד ה-112, שככל הנראה התגלה לראשונה ע"י פרופ' אמנון מרינוב, פיזיקאי גרעין מהאוניברסיטה העברית וצוותו, אולם עד כה התגלית לא לחלוטין הוכרה. 

אמנון מרינוב, פלמ"חניק בנעוריו וממקימי קיבוץ צרעה, החל את דרכו כחקלאי ונהג בולדוזר, שותף לחלום הציוני שסחף את בני דורו. לימים למד פיזיקה גרעינית, והפך למדען גרעין בולט.

במעבדתו הצנועה בגבעת רם נערכו מדידות מדויקות ופורצות דרך. תלמידיו, שעבדו לצידו לילות כימים, מעידים שהוא לא הסכים שאותו קו יספק חשמל גם למיזוג האויר וגם לציוד המדידה, מחשש שקפיצות הזרם הנוצרות בהדלקה ובכיבוי מנוע המזגן ישפיעו על המדידות. למעשה הוא ניבא את התופעה הקרויה "חשמל מלוכלך" שנים לפני שהתגלתה.

כשהתפרסמה התיאוריה של סיבורג על קיומם של יסודות על-כבדים, בעלי מספר אטומי מעל 100, ובעלי זמן חיים ארוך בהרבה מהצפוי ליסודות כבדים, החל גם מרינוב, כרבים אחרים, לחפש עדות לקיומם של יסודות אלו. גרעין על כבד הוא גרעין בעל מספר גדול של פרוטונים ונויטרונים בגרעין. בפרט, אטומים עם יותר מ-92 פרוטונים בגרעין הם אינם יציבים, ודועכים במהירות לאטומים קלים יותר. 

בשנת 1971 ביצעו מרינוב ושותפיו פריצת דרך מדעית. תוך יישום רעיון מקורי ומהפכני, ובאמצעים דלי תקציב, הם טענו כי גילו את היסוד ה- 112, וזאת בזמן שהיסוד הכבד ביותר שהיה מוכר אז היה 105 בלבד. יתרה מכך, אורך חייו של היסוד שיצרו במעבדתם עמד על 47 ימים, תופעה מעוררת תדהמה, אשר בתקופה ההיא הייתה בלתי ניתן להסבר.

התגלית [2] התפרסמה בכתב העת היוקרתי Nature, אולם היא הייתה מאוד מהפכנית ולא עלתה בקנה אחד עם המודלים המוכרים של הגרעין הידועים אז. כמו כן, מאחר שמעולם לא שוחזרה, הפכה לשנויה במחלוקת. במשך כארבעים שנה שקדו מרינוב ושותפיו על פיתוח הסבר תיאורטי לתגלית, במקביל לביצוע ניסויים רבים נוספים. באופן פשטני, על פי ההסבר התיאורטי המורכב, מדובר בגרעינים שצורתם אינה מעוגלת וסימטרית אלא מאורכת ככדור רוגבי. הצורה המאורכת מקטינה את הדחייה החשמלית בתוך גרעין האטום ומאפשרת את יציבות הגרעין.

ההסבר התיאורטי המעמיק והממצאים הניסיוניים שהצטברו לא הספיקו. המחלוקת הלכה והחריפה, ובמהלך השנים גורמים כבדי משקל אף ניסו להקשות על פרסום מאמריו של מרינוב. ועדה מיוחדת של הארגונים הבינלאומיים לפיזיקה ולכימיה, שהתכנסה על מנת לקבוע קריטריונים להכרה בגילוי יסודות חדשים, קבעה שעל מנת שייצור מלאכותי של יסוד חדש יקבל הכרה, הוא חייב להיעשות באמצעות ריאקציה גרעינית ישירה במאיץ חלקיקים, וכל גילוי בדרך אחרת לא יוכר. מרינוב לעומת זאת, השתמש בשיטה אחרת. הוא בחן גוש טונגסטן, שעמד להיות מושלך כפסולת רדיואקטיבית, ושתפקידו היה לעצור פרוטונים במאיץ החלקיקים ב Cern. מרינוב הניח שגרעין הנוצר מפגיעת פרוטון בעל אנרגיה גבוהה בגרעין טונגסטן, ידעך רדיואקטיבית. חלק מתוצרי הדעיכה יתחברו לגרעין טונגסטן נוסף וייצרו ביחד גרעין מורכב היכול להיות גרעין של יסוד על כבד. 

פרופ' מרינוב נעזר בשותפים מתחומי הפיזיקה הגרעינית הניסיונית והתיאורטית כדי להוכיח את צדקת דרכו, והמאבק העיקש לא ריפה את ידיו. עבורו, האמת המדעית היתה החשובה מכל. אמנון מרינוב נפטר בשנת 2011, בטרם התקבלה הכרה רשמית בתגליתו.

הדיון בקהילה המדעית על התגלית לא גווע מעולם. בשנים האחרונות מצטברים ממצאים חדשים שתומכים בתגלית ובכך שהיא היוותה פריצת דרך חשובה ביותר. לאחרונה התפרסם מחקר ובו עדויות לקיומם של גרעינים יציבים בעלי צורה מוארכת, כפי שטענו מרינוב ושותפיו לאורך שנים [3]. תומכיו, המשוכנעים בצדקת דרכו, טוענים שתגליותיו מהוות פתח לפיזיקה גרעינית חדשה שעתידה להתגלות.

בשנת 1996 קבוצת מחקר ממרכז הלמהולץ שבעיר דרמשטדט בגרמניה, מצאה עדויות לקיומו של אטום בעל המספר אטומי 112. יסוד זה היה בעל זמן מחצית חיים בינוני (פחות מאלפית שניה) וכונה קופרניקיום. הממצאים החדשים גובו במודל התיאורטי והקרדיט על גילוי זה ניתן לקבוצה הגרמנית בשנת 2009.
בשנת 2008 דיווח פרופ' מרינוב על עדויות לגילוי יסוד על כבד חדש שמספרו האטומי 122, וקיבל את השם הזמני אונביביום. תגלית זו טרם אוששה.

כתבת אורח מאת

ד"ר רחל קנול (מדריכה ארצית לפיזיקה, משרד החינוך)

פרופ' סטליאן גלברג (הדוקטורנט האחרון של פרופ' מרינוב ושותף במחקריו)

ורמה מרינוב-כהן (בתו של פרופ' אמנון מרינוב)

בימים אלה שוקד האגף להוראת המדעים במשרד החינוך על פיתוח יחידת לימוד המשלבת את נושא היסודות העל כבדים ואת סיפורו של פרופ' אמנון מרינוב בתוכנית הלימודים לבגרות בפיזיקה ובכימיה.

מקורות וקריאה נוספת

[1] ארגון הכימיה הבינלאומי מכריז על 2019 כשנת הטבלה המחזורית

[2] מאמרו של פרופ׳ מרינוב על גילוי היסוד ה-112

[3] מחקר שמצא גרעין יציב מאורך

[4] אתר המרכז את כל מחקריו של פרופ׳ מרינוב

לאחר מותו, יצרה בתו בעזרת שותפיו סרט תיעודי-מדעי על סיפור חייו יוצא הדופן

טריילר לסרט התיעודי "היסוד ה-112" (באנגלית)

קישור לסרט התיעודי "היסוד ה-112"  (גירסה עברית)