Ученые "взвесили" "святой Грааль" ядерной физики

С помощью нового оборудования, сконструированного в Университете штата Мичиган, удалось произвести первые в своем роде измерения характеристик некоторых редких ядер, одно из которых является "святым Граалем" экспериментальной ядерной физики.

15 декабря 2008 в 16:33, просмотров: 421

Открытия, сделанные в MSU в Национальной лаборатории сверхпроводящего циклотрона США(NSCL) с применением технологии выделения изотопов, помогут усовершенствовать теоретические модели, описывающие процессы возникновения атомов различных элементов в космосе. До сих пор возможности имеющегося технического арсенала не позволяли осуществить эту задачу ни в одной из ядерных лабораторий мира.

Ученые получили изотопы олова, кадмия и индия. "Олово-100, в частности, является разновидностью "святого Грааля" экспериментальной ядерной физики, – рассказывает руководитель лаборатории Дэниэл Базин об одном из изучаемых изотопов. – Он содержит 50 протонов и 50 нейтронов".

В ядерной физике число 50 считается "магическим" из-за того, что это одно из чисел, связываемых учеными с усилением стабильности ядра. Другие "магические" числа – это 2, 8, 20, 28, 82 и 126.

"Магические числа" протонов или нейтронов заполняют внутренние энергетические неоднородности, образующие структуру наподобие куклы-матрешки. Чтобы понять этот принцип, заметим, что каждая отдельная кукла отличается от следующей по объему; этот объем можно плотно заполнить вполне определенным, "магическим" числом шариков определенного размера. И только когда кукла не на четверть и не на половину, а плотно укомплектована шариками, она будет наиболее цельной – таким же образом ядра, укомплектованные "магическим" числом протонов или нейтронов, становятся более устойчивыми, чем их аналоги, не обладающие таким свойством.

Олово-100 – это одно из таких дважды "магических" ядер: оно состоит из 50 протонов и 50 нейтронов. Такие ядра в целом более стабильны, чем другие частицы, особенно это отражается при смещении к краевым условиям существования атома. Поскольку они стабильны, такие дважды "магические" ядра служат полезными полупостоянными реперными точками при исследованиях редких изотопов, когда изучают структуры возникающих в необычных условиях ядер в поиске ответа на базовые вопросы о структуре ядерного вещества и о процессах образования химических элементов в звездах.

Новая экспериментальная установка – радиочастотный фрагмент-сепаратор обеспечивает по меньшей мере 100-кратное улучшение фильтрования некоторых экзотических изотопов из целого океана других частиц, образуемых его системой сверхпроводящих циклотронов и отводящих магнитов. Эта установка была профинансирована Национальным Научным Фондом США (NSF).

Ученые также сообщают об измерениях времени полураспада изотопов кадмия-96, имеющего 48 протонов и 48 нейтронов и индия-98, имеющего 49 протонов и 49 нейтронов.

Это сообщение о наблюдении трех редких изотопов обозначило успех Национальной лаборатории сверхпроводящего циклотрона в создании ядерного вещества, которое может существовать только в экстремальных условиях в космосе, например, во взрывающихся звездах, сообщает NanoNewsNet.




Партнеры