Nuclei atomici in frantumi: svelamento delle loro forme misteriose
Nuclei atomici in frantumi: svelamento delle loro forme misteriose
I fisici hanno scoperto un nuovo metodo per esaminare la forma di nucleo atomico, distruggendoli in collisioni ad alta energia. Questo metodo potrebbe aiutare gli scienziati a comprendere meglio le forme di nuclei, che, ad esempio, influenzano il tasso educativo degli elementi nelle stelle e aiuta a determinare quali materiali sono più adatti come combustibile nucleare.
"La forma dei kernel colpisce quasi tutti gli aspetti del nucleo atomico e dei processi nucleari", afferma Jie Meng, fisico nucleare dell'Università di Beijing di Pechino. Il nuovo metodo di imaging pubblicato il 6 novembre sulla Nature Journal rappresenta "un progresso importante ed eccitante", afferma Meng.
Una squadra del relativistico pesante ione collider (RHIC) nel Brookhaven National Laboratory di Upton, New York, ha lasciato due raggi di uranio-238 e successivamente due raggi di oro con energie estreme. Si sono incontrati "così violentemente che praticamente abbiamo sciolto i kernel in una zuppa", afferma il co -autore Jiangyong Jia, fisico alla Stony Brook University di New York.
Il plasma caldo generato dalle collisioni si è ampliato molto rapidamente sotto pressione, per cui questo era collegato alla forma iniziale dei kernel. Con un rilevatore chiamato Solenoidal Tracker presso RHIC o Star, che ha registrato l'impulso di diverse migliaia di particelle generate da entrambi i tipi di collisioni e ha confrontato i risultati con i modelli, il team è stato in grado di "girare l'orologio per derivare la forma dei kernel, spiega Jia.
Figure nascoste
Un nucleo atomico è costituito da protoni e neutroni che occupano livelli di energia come gli elettroni. In generale, le particelle assumono una forma che riduce al minimo l'energia del sistema. Simile a una goccia d'acqua, il nucleo può assumere forme diverse, tra cui quella di una pera, un calcio americano o una conchiglia di arachidi. La forma di un nucleo è "molto difficile da prevedere", afferma Jia. Puoi anche
Esperimenti precedenti per la ricerca della forma consistevano nel distrarre ioni a bassa energia dai nuclei. Questo suggerimento di Coulomb con il metodo stimola i semi e le radiazioni che si emettono mentre tornano sul tuo stato di base rivela aspetti della tua forma. Poiché la misura del tempo è relativamente lunga, questo tipo di imaging può mostrare solo una registrazione a lungo termine che mostra la media di tutte le fluttuazioni della forma.
La tecnologia ha confermato che l'oro aveva una forma quasi sferica che era coerente da una foto all'altra. Al contrario, la forma di uranio nelle istantanee è cambiata quando i kernel si sono scontrati in diversi orientamenti. Ciò ha permesso ai ricercatori di calcolare le lunghezze relative del nucleo di uranio in tre dimensioni, il che indica che l'uranio non è solo allungato, ma anche leggermente compresso in una dimensione, simile a un football americano stordito.
"È affascinante che abbia funzionato" e che altri processi nucleari non hanno influenzato l'emissione delle particelle e la deformazione, Magdalena Zielińska, un fisico nucleare dell'agenzia francese per energie alternative e energia atomica vicino a Parigi.
duro o morbido?
Questo tipo di imaging potrebbe aiutare a gestire il compito impegnativo, a distinguere tra nuclei che sono "rigidi", cioè hanno forme ben definite e "morbido" che fluttuano, afferma Zielińska.
Jia afferma che il suo team vuole anche usare il metodo per esaminare le differenze tra ioni leggeri come ossigeno e neon. Il nucleo di ossigeno è quasi sferico, mentre i semi di neon - che indossano anche due protoni e due neutroni - sono piegati. Il confronto delle loro forme consentirebbe ai ricercatori di capire come si formano protoni e cluster di neutroni nei nuclei, secondo Jia.
Informazioni sulla forma possono anche mostrare se è probabile che i nuclei interagiscano tra loro o attraversino una divisione nucleare e possano aumentare la probabilità chiamata Neutrino-Los
Natura di collaborazione a stella https://doi.org/10.1038/s41586-08097-2 (2024).
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