Noyaux atomiques brisés: dévoilement de leurs formes mystérieuses
Noyaux atomiques brisés: dévoilement de leurs formes mystérieuses
Les physiciens ont découvert une nouvelle méthode pour examiner la forme de nucléi-atomique en les détruisant dans des collisions à haute énergie. Cette méthode pourrait aider les scientifiques à mieux comprendre les formes de noyaux, ce qui, par exemple, influence le taux d'éducation des éléments dans les étoiles et aide à déterminer quels matériaux conviennent le mieux en tant que combustible nucléaire.
"La forme des noyaux affecte presque tous les aspects du noyau atomique et des processus nucléaires", explique Jie Meng, physicien nucléaire à l'Université de Pékin à Pékin. La nouvelle méthode d'imagerie publiée le 6 novembre dans le Nature Journal représente "un progrès important et passionnant", explique Meng.
Une équipe du Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) au Brookhaven National Laboratory à Upton, New York, a laissé deux rayons d'uranium-238 et deux rayons d'or avec des énergies extrêmes. Ils se sont rencontrés "si violemment que nous avons pratiquement fait fondre les grains dans une soupe", explique le co-auteur Jiangyong Jia, physicien à l'Université Stony Brook à New York.
Le plasma chaud généré par les collisions s'est développé très rapidement sous pression, par lequel cela était connecté à la forme initiale des grains. Avec un détecteur nommé Solenoïdal Tracker chez RHIC ou Star, qui a enregistré l'impulsion de plusieurs milliers de particules qui ont été générés par les deux types de collisions et ont comparé les résultats avec les modèles, l'équipe a été en mesure de "remettre l'horloge afin de dériver la forme des noyaux, explique Jia.
Figures cachées
Un noyau atomique se compose de protons et de neutrons qui occupent des niveaux d'énergie comme les électrons. En général, les particules prennent une forme qui minimise l'énergie du système. Semblable à une goutte d'eau, le noyau peut prendre différentes formes, y compris celle d'une poire, d'un football américain ou d'une coquille d'arachide. La forme d'un noyau est "très difficile à prévoir", explique Jia. Vous pouvez également Vary.
Les expériences précédentes pour rechercher la forme consistaient à distraire les ions à faible énergie des noyaux. Cette suggestion de Coulomb a appelé les graines, et le rayonnement que vous émettez tout en retombant à votre état de base révèle des aspects de votre forme. Étant donné que la mesure du temps est relativement longue, ce type d'imagerie ne peut montrer qu'un enregistrement à long terme qui montre la moyenne de toutes les fluctuations de forme.
En revanche, la méthode de collision à haute énergie fournit une image immédiate des noyaux pendant l'impact. C'est une méthode plus directe qui vous rend mieux adapté pour examiner les formes exotiques, explique Jia.La technologie a confirmé que l'or avait une forme presque sphérique qui était cohérente d'une image à l'autre. En revanche, la forme d'uranium dans les instantanés a changé lorsque les grains sont entrés en collision dans différentes orientations. Cela a permis aux chercheurs de calculer les longueurs relatives du noyau d'uranium en trois dimensions, ce qui indique que l'uranium est non seulement étiré, mais aussi légèrement comprimé dans une dimension, similaire à un football américain dégonflé.
"Il est fascinant que cela ait fonctionné" et que d'autres processus nucléaires n'ont pas affecté l'émission des particules et la déformation, Magdalena Zielińska, physicien nucléaire de l'agence française pour les énergies alternatives et l'énergie atomique près de Paris.
dur ou doux?
Ce type d'imagerie pourrait aider à gérer la tâche difficile, à distinguer les noyaux qui sont «rigides», c'est-à-dire avoir des formes bien définies et «doux» qui fluctue, explique Zielińska.
Jia dit que son équipe veut également utiliser la méthode pour examiner les différences entre les ions légers tels que l'oxygène et le néon. Le noyau d'oxygène est presque sphérique, tandis que les graines néon - qui portent également deux protons et deux neutrons - sont pliés. La comparaison de leurs formes permettrait aux chercheurs de comprendre comment les protons et les grappes de neutrons se forment dans les noyaux, selon Jia.
Les informations sur le formulaire peuvent également montrer s'il est probable qu'il est probable que les noyaux interagissent les uns avec les autres ou passent par une division nucléaire et peuvent augmenter la probabilité appelée Neutrino-Los β-decay pour découvrir pour solder"> β-decay Quelques énigmes chéries longues en physique. Environ 99,9% de la matière visible se trouve au centre des atomes, explique Jia. "Comprendre le bloc de construction nucléaire est pratiquement le cœur de la compréhension de qui nous sommes."
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Star Collaboration Nature https://doi.org/10.1038/S41586-08097-2 (2024).
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