Núcleos atômicos quebrados: revelando suas formas misteriosas
Núcleos atômicos quebrados: revelando suas formas misteriosas
Os físicos descobriram um novo método para examinar a forma de núcleos atômicos por destruí-los em colisões de alta energia. Esse método pode ajudar os cientistas a entender melhor as formas de núcleos, que, por exemplo, influenciam a taxa de educação dos elementos nas estrelas e ajuda a determinar quais materiais são mais adequados como combustível nuclear.
"A forma dos grãos afeta quase todos os aspectos do núcleo atômico e processos nucleares", diz Jie Meng, físico nuclear da Universidade de Pequim em Pequim. O novo método de imagem publicado em 6 de novembro no The Nature Journal representa "um progresso importante e emocionante", diz Meng.Uma equipe do Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) no Laboratório Nacional de Brookhaven em Upton, Nova York, deixou dois raios de urânio-238-e depois dois raios de ouro com extrema energias. Eles se conheceram "tão violentamente que praticamente derretemos os grãos em uma sopa", diz o co -autor Jiangyong Jia, físico da Universidade Stony Brook, em Nova York.
O plasma quente gerado pelas colisões se expandiu muito rapidamente sob pressão, pelo qual isso foi conectado à forma inicial dos kernels. Com um detector chamado rastreador solenoidal em Rhic ou Star, que registrou o impulso de vários milhares de partículas que foram geradas por ambos os tipos de colisões e compararam os resultados com os modelos, a equipe conseguiu "voltar o relógio para derivar a forma dos kernels, explica Jia.
Figuras ocultas
Um núcleo atômico consiste em prótons e nêutrons que ocupam níveis de energia como elétrons. Em geral, as partículas assumem uma forma que minimiza a energia do sistema. Semelhante a uma gota de água, o núcleo pode ter formas diferentes, incluindo a de uma pêra, futebol americano ou concha de amendoim. A forma de um núcleo é "muito difícil de prever", diz Jia. Você também pode
Experiências anteriores para pesquisar a forma consistiam em distrair íons de baixa energia dos núcleos. Esse método chamado Coulomb estimula as sementes e a radiação que você emite enquanto volta ao seu estado básico revela aspectos de sua forma. Como a medida do tempo é relativamente longa, esse tipo de imagem pode mostrar apenas uma gravação de longo prazo que mostra a média de todas as flutuações da forma.
A tecnologia confirmou que o ouro tinha uma forma quase esférica que era consistente de uma imagem para a outra. Por outro lado, a forma de urânio nos instantâneos mudou quando os grãos colidiram em diferentes orientações. Isso tornou possível para os pesquisadores calcular os comprimentos relativos do núcleo de urânio em três dimensões, o que indica que o urânio não é apenas esticado, mas também ligeiramente comprimido em uma dimensão, semelhante a um futebol americano esvaziado.
"É fascinante que funcionou" e que outros processos nucleares não afetaram a emissão das partículas e a deformação, Magdalena Zielińska, um físico nuclear da agência francesa para energias alternativas e energia atômica perto de Paris.
Hard ou Soft?
Esse tipo de imagem pode ajudar a gerenciar a tarefa desafiadora, a distinguir entre núcleos que são 'rígidos', ou seja, têm formas bem definidas e 'suave' que flutuam, diz Zielińska.
Jia diz que sua equipe também quer usar o método para examinar as diferenças entre íons leves, como oxigênio e neon. O núcleo de oxigênio é quase esférico, enquanto as sementes de neon - que também usam dois prótons e dois nêutrons - são dobrados. A comparação de suas formas permitiria que os pesquisadores entendessem como os prótons e agrupamentos de nêutrons se formam nos núcleos, de acordo com a JIA. As informações sobre o formulário também podem mostrar se é provável que os núcleos interajam entre si ou passem por uma divisão nuclear e possam aumentar a probabilidade chamada neutrino-los
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colaboração de estrela Nature https://doi.org/10.1038/S41586-08097-2 (2024).