Shatted Atomic Jądra: odsłonięcie ich tajemniczych kształtów
Shatted Atomic Jądra: odsłonięcie ich tajemniczych kształtów
Fizycy odkryli nową metodę zbadania postaci jądra atomowego niszczenia ich w kolizjach o wysokiej energii. Ta metoda może pomóc naukowcom lepiej zrozumieć formy jąder, co na przykład wpływa na wskaźnik edukacji elementów w gwiazdach i pomaga ustalić, które materiały najlepiej nadają się jako paliwo jądrowe.
„Kształt jądra wpływa na prawie wszystkie aspekty jądra atomowego i procesów nuklearnych”, mówi Jie Meng, fizyk jądrowy na Uniwersytecie Pekinowym w Pekinie. Nowa metoda obrazowania opublikowana 6 listopada w Nature Journal reprezentuje „ważny i ekscytujący postęp”, mówi Meng.
Zespół relatywistycznego ciężkiego kolidera jonowego (RHIC) w Brookhaven National Laboratory w Upton w Nowym Jorku, opuścił dwa promienie uranu-238, a później dwie promienie złota z ekstremalnymi energią. Spotkali się „tak gwałtownie, że praktycznie stopiliśmy jądra w zupie”, mówi Co -Autor Jiangyong Jia, fizyk na Stony Brook University w Nowym Jorku.
Gorąco plazma generowana przez zderzenia rozszerzyła się bardzo szybko pod presją, dzięki czemu było to połączone z początkową formą jądra. Z detektorem o nazwie solenoidalny tracker w RHIC lub Star, który zarejestrował impuls kilku tysięcy cząstek, które zostały wygenerowane przez oba rodzaje zderzeń i porównał wyniki z modelami, zespół był w stanie „odwrócić zegar w celu uzyskania kształtu ziaren, wyjaśnia Jia.
Ukryte liczby
Jądro atomowe składa się z protonów i neutronów, które zajmują poziomy energii, takie jak elektrony. Ogólnie rzecz biorąc, cząsteczki nabierają formy, która minimalizuje energię systemu. Podobnie jak kropla wody, rdzeń może przybierać różne kształty, w tym gruszkę, amerykańską piłkę nożną lub skorupę orzechową. Kształt rdzenia jest „bardzo trudny do przewidzenia”, mówi Jia. Możesz takżePoprzednie eksperymenty dotyczące badania formy polegały na odwracaniu uwagi jonów o niskiej energii od rdzeni. Ta powołana przez metodę sugestię Coulomba stymuluje nasiona, a promieniowanie, które emitujesz, podczas gdy powrót do stanu podstawowego ujawnia aspekty twojego kształtu. Ponieważ miara czasu jest stosunkowo długa, ten rodzaj obrazowania może wykazywać jedynie długoterminowe zapisy, które pokazuje średnią wszystkich fluktuacji form.
Natomiast metoda zderzenia o wysokiej energii zapewnia natychmiastowy obraz rdzeni podczas uderzenia. Jest to bardziej bezpośrednia metoda, która sprawia, że lepiej nadajesz się do badania form egzotycznych, mówi Jia.Technologia potwierdziła, że złoto ma niemal sferyczny kształt, który był spójny od jednego zdjęcia do drugiego. Natomiast forma uranu w migawkach zmieniła się, gdy jądra zderzyły się w różnych orientacjach. Umożliwiło to naukowcom obliczenie względnych długości rdzenia uranu w trzech wymiarach, co wskazuje, że uran jest nie tylko rozciągany, ale także lekko skompresowany w wymiarze, podobny do opróżnionej amerykańskiej piłki nożnej.
„To fascynujące, że działało” i że inne procesy nuklearne nie wpłynęły na emisję cząstek i deformacji, Magdalena Zielińska, fizyk jądrowy francuskiej agencji ds. Alternatywnych energii i energii atomowej w pobliżu Paryża.
twarde czy miękkie?
Ten rodzaj obrazowania może pomóc w zarządzaniu trudnym zadaniem, rozróżniania rdzeni, które są „sztywne”, to znaczy mają dobrze zdefiniowane formy i „miękkie”, które zmienia się, mówi Zielińska.
Jia mówi, że jego zespół chce również wykorzystać tę metodę do zbadania różnic między jonami świetlnymi, takimi jak tlen i neon. Rdzeń tlenu jest prawie sferyczny, podczas gdy nasiona neonu - które również noszą dwa protony i dwa neutrony - są wygięte. Według JIA porównanie ich form umożliwiłoby naukowcom zrozumienie, w jaki sposób protony i klastry neutronowe tworzą się w rdzeniach.
Informacje o formularzu mogą również pokazać, czy jest prawdopodobne, że jądro oddziałują ze sobą, czy przejść przez podział jądrowy i mogą zwiększyć prawdopodobieństwo o nazwie neutrino-los β-decay do rozwiązania, które mogły być pomocy do rozwiązania, które mogły być w Solive. Kilka długoletnich łamigłówek w fizyce. Jia mówi, że około 99,9% widzialnej materii znajduje się w centrum atomów. „Zrozumienie nuklearnego elementu konstrukcyjnego jest praktycznie sercem zrozumienia, kim jesteśmy”.
-
Star Collaboration Nature https://doi.org/10.1038/S41586-08097-2 (2024).