Фізики виявили атомні ядра, форма яких суперечить теоретичним прогнозам, диктованих магічними числами

Фізики з Японії, Китаю та США виявили атомні ядра, форма яких суперечить теоретичним прогнозам, диктованих так званими магічними числами. Експеримент був заснований на використанні короткоживучих ядер, одержуваних у складному багатостадійному процесі. Подробиці з посиланням на публікацію вчених в Physical Review Letters призводить японський дослідний інститут RIKEN.

 

Схема експериментальної установки малюнок: RIKEN.

Протони та нейтрони всередині атомного ядра розміщуються на рівнях (оболонках) так само, як електрони в атомі. Повністю заповнені оболонки надають ядру властивості нагадують властивості атомів інертних газів – вони стабільні. Повністю заповненими оболонками мають ядра з 2, 8, 20, 28, 50, 82 або 126 протонами або нейтронами. Ці числа фізики називають «магічними».

Міжнародна група дослідників встановила, що ядра магнію-32 (20 нейтронів, період напіврозпаду 85 мілісекунд) і кремнію-42 (28 нейтронів, період напіврозпаду близько 13 мілісекунд), не підкоряються «магічним» закономірностям.

Дослідники отримували короткоживучі ізотопи за рахунок складної дворівневої схеми. Вони направляли ядра кальцію-48 (стабільний ізотоп), розігнані до 0,7 швидкості світла, на бериллиевую мішень. Частина ядер взаємодіяла з мішенню з утворенням осколків, які сортували за допомогою магнітного поля.

З безлічі продуктів реакції виділялися ядра алюмінію-39 і кремнію-40, які самі по собі відрізнялися малим часом життя (близько 33 і 7 мілісекунд). Їх також розганяли до 60 відсотків від швидкості світла і опромінювали ними другу (вуглецеву) мішень. Тут вже народжувалися цікавлять вчених ізотопи, причому, з-за надлишку енергії, у збудженому стані. Як наслідок, такі ядра випромінювали гамма-кванти, аналіз яких дозволив зробити висновки про будову ядра.

На думку авторів відкриття,

говорити про радикальний перегляд оболонкової моделі не доводиться. Нові дані просто вказують на те, що деформованих короткоживучих ядер більше, ніж вважалося раніше. Вчені сподіваються, що це, в свою чергу, дозволить більш точно моделювати народження важких ядер в астрофізичних процесах, а також краще зрозуміти характер ядерних сил.

На сьогоднішній день відкрито питання про існування стабільних надважких ядер, так званого «острова стабільності».

Вивчаючи безліч деформованих ядер, вчені можуть наблизитися до розуміння правил, дозволяють окреслити межі та «острова стабільності».

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *