| 5 октября 2021 | Новости науки и техники

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




  • Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.