Rozbitá atomová jádra: odhalení jejich tajemných tvarů
Rozbitá atomová jádra: odhalení jejich tajemných tvarů
Fyzici objevili novou metodu pro zkoumání formy atomových jádra, která je zničila při srážkách s vysokou energií. Tato metoda by mohla vědcům pomoci lépe porozumět formám jader, které například ovlivňují míru výchovy prvků ve hvězdách a pomáhá určit, které materiály jsou nejlépe vhodné jako jaderné palivo.
"Tvar jádra ovlivňuje téměř všechny aspekty atomového jádra a jaderných procesů," říká Jie Meng, jaderný fyzik na Pekingské univerzitě v Pekingu. Nová zobrazovací metoda zveřejněná 6. listopadu v The Nature Journal představuje „důležitý a vzrušující pokrok“, říká Meng.
Tým v relativistickém těžkých iontových kolider (RHIC) v Národní laboratoři Brookhaven v Uptonu v New Yorku nechal dva paprsky uranu-238-a později dva paprsky zlatých s extrémními energií. Setkali se „tak násilně, že jsme prakticky roztavili jádra v polévce,“ říká Co -Autor Jiangyong Jia, fyzik na Stony Brook University v New Yorku.
Horká plazma generovaná kolizemi se velmi rychle rozšiřovala pod tlakem, čímž se to spojilo s počáteční formou jádra. S detektorem s názvem Solenoidal Tracker na Rhic nebo Star, který zaznamenal impuls několika tisíc částic, které byly generovány oběma typy kolizí a porovnávaly výsledky s modely, byl tým schopen „otočit hodiny zpět, aby odvodil tvar jádra, vysvětluje jia.
Skryté postavy
Atomové jádro se skládá z protonů a neutronů, které zaujímají energetické hladiny, jako jsou elektrony. Obecně platí, že částice mají formu, která minimalizuje energii systému. Podobně jako kapka vody může jádro brát různé tvary, včetně hrušky, amerického fotbalu nebo arašídové skořápky. Tvar jádra je „velmi obtížné předvídat,“ říká Jia. Můžete také
Předchozí experimenty pro výzkum formy sestávaly z rozptylování nízkoenergetických iontů od jader. Tato metoda Called Coulomb návrhy stimuluje semena a záření, které vyzařujete při padání zpět do vašeho základního stavu, odhaluje aspekty vašeho tvaru. Vzhledem k tomu, že časové měření je relativně dlouhé, může tento typ zobrazení vykazovat pouze dlouhodobý záznam, který ukazuje průměr všech kolísání formy.
Technologie potvrdila, že zlato mělo téměř sférický tvar, který byl konzistentní od jednoho obrázku na druhý. Naproti tomu se forma uranu ve snímcích změnila, když se jádra srazila v různých orientacích. To umožnilo vědcům vypočítat relativní délky uranového jádra ve třech rozměrech, což naznačuje, že uran je nejen natažený, ale také mírně komprimovaný v dimenzi, podobně jako deflovaný americký fotbal.
"Je fascinující, že to fungovalo" a že jiné jaderné procesy neovlivnily emise částic a deformaci, Magdalena Zielińska, jaderná fyzik francouzské agentury pro alternativní energii a atomickou energii poblíž Paříže.
tvrdé nebo měkké?
6Jia říká, že jeho tým chce také použít metodu k prozkoumání rozdílů mezi lehkými ionty, jako je kyslík a neony. Jádro kyslíku je téměř sférické, zatímco neonová semena - která také nosí dva protony a dva neutrony - jsou ohnutá. Porovnání jejich forem by vědcům umožnilo pochopit, jak se protony a neutronové klastry tvoří v jádrech, podle JIA.
Information about the form can also show whether it is likely that nuclei interact with each other or go through a nuclear division and can increase the likelihood called Neutrino-los β-decay> β-decay> β-decay> β-decay> β-decay> β-decay> β-decay. Několik dlouhodobých hádanek ve fyzice. Asi 99,9% viditelné hmoty je ve středu atomů, říká JIA. "Pochopení jaderného stavebního bloku je prakticky srdcem porozumění, kdo jsme."
-
hvězdná spolupráce příroda https://doi.org/10.1038/s41586-08097-2 (2024).
článek
Google Scholar Reference" Data-Track-Value = "Google Scholar Reference" Data-Track-Label = "Link" Data-Track-ITEM_ID = "NoFollow Noopener" Aria label = "Google Scholar Reference 1" href = "http://scholar.google.com/scholar_lookup?&title=&journal=Nature&doi=10.1038%2FS41586-08097-2&publication_year=2024&author=null%2Collaboration">
Google Scholar