Ученым CERN удалось «поймать за хвост» дважды магические изотопы одного из химических элементов

Эксперимент CERN ISOLDE

Насколько нам известно еще из школьного курса физики, ядра атомов состоят всего из двух компонентов, протонов и нейтронов. Однако, даже изменение на единицу количества нейтронов и протонов или их соотношения в ядре атома способно вызвать кардинальные различия химических и физических свойств двух элементов. Более того, существуют так называемые магические числа, которые соответствуют определенному количеству протонов и нейтронов, при котором все нейтрон-протонные оболочки ядра атома оказываются полностью заполненными. В природе существуют и гораздо более редкие дважды магические ядра, которые обладают особенно высокой заключенной в них энергией и, поэтому, являются превосходным материалом для исследований в области ядерной физики.

Не так давно исследователи из Европейской организации ядерных исследований CERN опубликовали результаты исследований в рамках эксперимента ISOLDE. Эти исследования были сосредоточены на изучении самого интересного из дважды магических изотопов — олова-100.

Ядро олова-100 имеет в своем составе 50 нейтронов и 50 протонов. Помимо того, что это изотоп является дважды магическим, он является самым тяжелым из известных изотопов с равным количеством протонов и нейтронов. Благодаря этой особенности ядро олова-100 демонстрирует самый высокоэнергетический вид бета-распада, при котором одним из продуктов распада является позитрон (частица антиматерии, являющаяся антиподом электрона).

Исследования бета-распада олова-100 ведутся уже достаточно давно исследователями из института RIKEN, Япония, и института GSI, Германии. Однако, полученные в ходе этих экспериментов данные носят весьма противоречивый характер и дают разные значения массы изотопа олово-100.

В рамках эксперимента ISOLDE ученым удалось ранее получить ядра изотопов индий-101, индий-100 и индий-99, которые отличаются от ядра олова-100 всего на один протон. Сам изотоп олово-100 является весьма короткоживущим, и его масса может быть вычислена путем измерения массы изотопа индий-100 и измерения количества энергии, выделившейся при бета-распаде олова-100 в индий-100.

Новое специализированное оборудование эксперимента ISOLTRAP позволило ученым определить массу ядра изотопа индий-100 с точностью, в 90 раз превышающей точность любых других подобных измерений. И на основе этих новых уточненных данных ученым удалось вычислить массу ядра олова-100.

Сравнение всех имеющихся в этой области данных показали, что полученные значения энергии бета-распада и массы изотопа олово-100 ближе всего соответствуют результатам, полученных ранее исследователями из института RIKEN. Более того, новые высокоточные значения находятся очень и очень близко от значений, полученных путем теоретических расчетов. И теперь, имея на руках достоверные данные, ученые уже могут начинать планировать очередные эксперименты с участием изотопа олово-100, которые, возможно, позволят им проникнуть гораздо глубже в некоторые тайны и загадки ядерной физики.

Ключевые слова:
Ядро, Атом, Протон, Нейтрон, Количество, Изотоп, Олово, Индий, Эксперимент, ISOLDE, CERN

Первоисточник

Другие новости по теме:

  • Ученые получили «дважды магические» атомы вещества.
  • Ученые подтвердили существование еще одного «нейтронного магического числа …
  • Ученые установили новое значение верхнего предела массы нейтрино
  • Японские ученые создали 113-й элемент периодической системы.
  • Физики, вероятно, получили подтверждение существования экзотической частицы …
  • Share Button

    Материалы по теме:

    Ученые обнаружили экзотические «спиральные» электроны
    Ученые-физики из университета Ратгерса обнаружили неизвестную ранее экзотическую форму электронов, траектория вращения которых в течение короткого времени напоминает спираль. В это время такой электрон ...
    Физикам впервые удалось измерить время квантового туннелирования, которое оказалось бесконечно малым
    Если вы ударите мячом об стену, он отскочит в обратном направлении в соответствии со всеми канонами классической физики. Но мир квантовой физики является намного ...
    Лазерные голограммы — новый способ улучшения качества технологий промышленной трехмерной печати
    Одним из недостатков современных промышленных технологий лазерной трехмерной печати является сильный нагрев в точке контакта металла с лучом лазерного света. Этот нагрев плавит металлический ...
    Новый тип холодильника работает за счет скручивания-раскручивания волокон из специального материала
    Современные технологии охлаждения и кондиционирования воздуха, являющиеся жизненно важной необходимостью в некоторых районах земного шара, потребляют огромное количество энергии. Этот факт все время подталкивает ...
    Ученым удалось запечатлеть движение атомов материи в 4D-формате
    Ученые уже достаточно давно проводят исследования, направленные на то, чтобы выяснить, что же именно происходит, когда различные материалы испаряются, плавятся и кристаллизуются, другими словами, ...
    You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

    Leave a Reply

    Яндекс.Метрика