Sadragātie atomu kodoli: viņu noslēpumaino formu atklāšana
Sadragātie atomu kodoli: viņu noslēpumaino formu atklāšana
Fiziķi ir atklājuši jaunu metodi, lai pārbaudītu atomu kodolu formas, iznīcinot tos augstas enerģijas sadursmēs. Šī metode varētu palīdzēt zinātniekiem labāk izprast kodolu formas, kas, piemēram, ietekmē zvaigžņu elementu izglītības līmeni un palīdz noteikt, kuri materiāli ir vislabāk piemēroti kā kodoldegviela.
"Kodolu forma ietekmē gandrīz visus atomu kodola un kodolprocesa aspektus," saka Džijs Mengs, Pekinas Pekinas Pekinas universitātes kodoliz fiziķis Džijs Mengs. Jaunā attēlveidošanas metode, kas publicēta 6. novembrī žurnālā Nature, atspoguļo "svarīgu un aizraujošu progresu", saka Mengs.
Komanda Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) Brukhāvenas nacionālajā laboratorijā Uptonā, Ņujorkā, atstāja divus urāna-238 starus un vēlāk divus zelta ekstrēmo enerģiju starus. Viņi tikās "tik vardarbīgi, ka mēs praktiski izkausējām kodolus zupā", saka Co -autor Jiangyong Jia, Stony Brook universitātes fiziķis Ņujorkā.
Sadalījumu radītā karstā plazma ļoti ātri izvērsās zem spiediena, pēc tam tas tika savienots ar kodolu sākotnējo formu. Ar detektoru ar nosaukumu Solenoidal Tracker pie RHIC vai Star, kurš reģistrēja vairāku tūkstošu daļiņu impulsu, kuras ģenerēja abu veidu sadursmes un salīdzināja rezultātus ar modeļiem, komanda spēja "pagriezt pulksteni atpakaļ, lai iegūtu kodolu formu, skaidro Jia.
slēptās figūras
Atomu kodols sastāv no protoniem un neitroniem, kas aizņem enerģijas līmeni, piemēram, elektronus. Parasti daļiņas iegūst formu, kas samazina sistēmas enerģiju. Līdzīgi kā ūdens piliens, kodols var ņemt dažādas formas, ieskaitot bumbieri, amerikāņu futbolu vai zemesriekstu apvalku. Korda formu ir "ļoti grūti paredzēt", saka Jia. Jūs varat arī Vary.
Iepriekšējie eksperimenti formas izpētei sastāvēja no zemas enerģijas jonu novēršanas no serdeņiem. Šis metodes sauktais Kulona ieteikums stimulē sēklas, un izstarojums, ko izstarojat, krītot atpakaļ uz jūsu pamata stāvokli, atklāj jūsu formas aspektus. Tā kā laika mērījums ir salīdzinoši garš, šāda veida attēlveidošana var parādīt tikai ilgtermiņa ierakstu, kas parāda visu formas svārstību vidējo.
Turpretī augstas enerģijas sadursmes metode ietekmes laikā nodrošina tūlītēju serdeņu attēlu. Tā ir tiešāka metode, kas padara jūs labāk piemērotu eksotisko formu pārbaudei, saka Jia.Tehnoloģija apstiprināja, ka zelts ir gandrīz sfēriska forma, kas bija konsekventa no viena attēla uz otru. Turpretī urāna forma momentuzņēmumos mainījās, kad kodoli sadūrās dažādās orientācijās. Tas ļāva pētniekiem aprēķināt urāna kodola relatīvo garumu trīs dimensijās, kas norāda, ka urāns ir ne tikai izstiepts, bet arī nedaudz saspiests dimensijā, līdzīgi kā deflēts amerikāņu futbols.
"Tas ir aizraujoši, ka tas darbojās" un ka citi kodolprocesi neietekmēja daļiņu emisiju un deformāciju, Magdalēna Zielińska, Francijas alternatīvās enerģijas un atomenerģijas nūjas fiziķe, kas atrodas netālu no Parīzes.
ciets vai mīksts?
Šāda veida attēlveidošana varētu palīdzēt pārvaldīt izaicinošo uzdevumu, atšķirt serdeņus, kas ir “stingri”, tas ir, ir labi definētas formas un “mīkstas”, kas svārstās, saka Zielińska.
Jia saka, ka viņa komanda arī vēlas izmantot metodi, lai pārbaudītu atšķirības starp gaismas joniem, piemēram, skābekli un neonu. Skābekļa serde ir gandrīz sfēriska, savukārt neona sēklas - kas arī valkā divus protonus un divus neitronus - ir saliektas. Viņu formu salīdzinājums ļautu pētniekiem saprast, kā kodolos veidojas protoni un neitronu kopas, norāda Jia.
Informācija par veidlapu var arī parādīt, vai ir iespējams, ka kodoli mijiedarbojas savā starpā vai iziet kodolieroču dalījumu, un var palielināt varbūtību, ko sauc par neitrīno-los
zvaigžņu sadarbības daba https://doi.org/10.1038/s41586-08097-2 (2024).