Rozbité atómové jadrá: Odhalenie ich záhadných tvarov
Rozbité atómové jadrá: Odhalenie ich záhadných tvarov
Fyzici objavili novú metódu na skúmanie formy atómových jadier, ktoré ich zničili pri vysokých energetických zrážkach. Táto metóda by mohla pomôcť vedcom lepšie porozumieť formám jadier, ktoré napríklad ovplyvňujú mieru vzdelávania prvkov v hviezdach a pomáha určiť, ktoré materiály sú najvhodnejšie ako jadrové palivo.
„Tvar jadier ovplyvňuje takmer všetky aspekty atómového jadra a jadrových procesov,“ hovorí Jie Meng, jadrová fyzik na Pekingskej univerzite v Pekingu. Nová zobrazovacia metóda uverejnená 6. novembra v časopise Nature Journal predstavuje „dôležitý a vzrušujúci pokrok“, hovorí Meng.
Tím v relativistických ťažkých iónových zrážkach (Rhic) v Národnom laboratóriu v Brookhavene v Uptone v New Yorku opustil dva lúče uránu-238-a neskôr dva lúče zlata s extrémnymi energiami. Stretli sa „tak násilne, že sme prakticky roztavovali jadrá v polievke,“ hovorí Co -Auttor Jiangyong Jia, fyzik na Stony Brook University v New Yorku.
Horúca plazma generovaná zrážkami sa veľmi rýchlo rozšírila pod tlakom, pričom to bolo spojené s počiatočnou formou jadier. S detektorom s názvom Solenoidal Tracker v Rhic alebo Star, ktorý zaznamenal impulz niekoľkých tisíc častíc, ktoré boli generované oboma typmi kolízií a porovnávali výsledky s modelmi, bol tím schopný „otočiť hodiny späť, aby odvodil tvar jadier, vysvetľuje Jia.
Skryté obrázky
atómové jadro pozostáva z protónov a neutrónov, ktoré zaberajú hladinu energie, ako sú elektróny. Všeobecne platí, že častice majú formu, ktorá minimalizuje energiu systému. Podobne ako kvapka vody, jadro môže mať rôzne tvary vrátane hrušky, amerického futbalu alebo arašidovej škrupiny. Tvar jadra je „veľmi ťažké predvídať“, hovorí Jia. Môžete tiež Vary.
Predchádzajúce experimenty na výskum formy pozostávali z rozptyľujúcich nízkoenergetických iónov z jadier. Táto metóda Coulombov návrh stimuluje semená a žiarenie, ktoré emitujete, zatiaľ čo padnete späť do svojho základného stavu, odhaľuje aspekty vášho tvaru. Pretože časové opatrenie je relatívne dlhé, tento typ zobrazovania môže vykazovať iba dlhodobý záznam, ktorý ukazuje priemer všetkých kolísaní foriem.
Na rozdiel od toho metóda vysokej energetiky poskytuje okamžitý obraz jadier počas nárazu. Je to priamejšia metóda, vďaka ktorej sa lepšie hodí na skúmanie exotických foriem, hovorí Jia.Technológia potvrdila, že zlato malo takmer sférický tvar, ktorý bol konzistentný od jedného obrázka k druhému. Naopak, uránová forma v snímkach sa zmenila, keď sa jadrá zrazili v rôznych orientáciách. To umožnilo vedcom vypočítať relatívne dĺžky uránového jadra v troch rozmeroch, čo naznačuje, že urán nie je len natiahnutý, ale aj mierne stlačený v rozmere, podobne ako deflatovaný americký futbal.
„Je fascinujúce, že to fungovalo“ a že iné jadrové procesy neovplyvnili emisie častíc a deformáciu, Magdalena Zielińska, jadrového fyzika francúzskej agentúry pre alternatívne energie a atómovú energiu v blízkosti Paríža.
Tvrdé alebo mäkké?
Tento typ zobrazovania by mohol pomôcť zvládnuť náročnú úlohu, rozlišovať medzi jadrami, ktoré sú „rigidné“, to znamená, že majú dobre definované formy a „mäkké“, ktoré kolísajú, hovorí Zielińska.
Jia hovorí, že jeho tím chce tiež použiť metódu na preskúmanie rozdielov medzi svetelnými iónmi, ako je kyslík a neón. Kyslíkové jadro je takmer sférické, zatiaľ čo neónové semená - ktoré nosia tiež dva protóny a dva neutróny - sú ohnuté. Porovnanie ich foriem by vedcom umožnilo pochopiť, ako sa podľa Jia tvoria protóny a neutrónové zhluky v jadrách.
Informácie o formulári môžu tiež ukázať, či je pravdepodobné, že jadro vzájomne interagujú alebo prechádzajú jadrovou divíziou a môžu zvýšiť pravdepodobnosť s názvom Neutrino-los
hviezdna spolupráca Nature https://doi.org/10.1038/s41586-08097-2 (2024).
Google Scholar Reference" Data-Track-Value = "Google Scholar Reference" Data-Track-label = "Link" Data-Track-item_id = "Nofollow noopener" Aria label = "Google Scholar Reference 1" Href = " "http://scholar.google.com/scholar_lookup?&title=&journal=Nature&doi=10.1038%2FS41586-08097-2&publication_year=2024&author=NULL%2CollaBoration">
Google Scholar