Radyoaktif bozunma, kararsız bir atom çekirdeğinin radyasyonla enerjiyi kaybettiği doğada temel bir süreçtir. Nükleer bozunma modlarının incelenmesi, atomik çekirdeklerin özelliklerini anlamak için çok önemlidir. Özellikle, proton emisyonu gibi egzotik bozulma modları, çekirdeklerin yapısını stabilite vadisinden uzakta araştırmak için temel spektroskopik araçlar sağlar – nükleer grafikte stabil çekirdekler içeren bölge.
Yayınlanan bir çalışmada Fiziksel İnceleme Mektupları 10 Temmuz’da, Çin Bilimler Akademisi (CAS) ve işbirlikçilerinin Modern Fizik Enstitüsü’nden (IMP) fizikçiler, üç proton emisyonunun nadir süreciyle çürüyen daha önce bilinmeyen ve kararsız bir izotop olan alüminyum-20’nin ilk gözlemini ve spektroskopisini bildirdiler.
“Alüminyum-20, şimdiye kadar keşfedilen en hafif alüminyum izotoptur. Proton damlama çizgisinin ötesinde bulunan, stabil alüminyum izotopundan yedi daha az nötrona sahiptir.” Dedi.
Darmstadt, Almanya’daki GSI Helmholtz ağır iyon araştırmaları için fragman ayırıcısında uçuş içi çürüme tekniği kullanılarak, araştırmacılar alüminyum-20’nin bozulması ürünlerinin açısal korelasyonlarını ölçtüler ve daha önce bilinmeyen çekirdek alüminyum-20’yi keşfettiler.
Araştırmacılar, açısal korelasyonların ayrıntılı analizi yoluyla, alüminyum-20 zemin durumunun ilk olarak magnezyum-19’un ara zemin durumuna bir proton yayarak bozulduğunu, ardından eşzamanlı iki proton emisyonu yoluyla daha sonra magnezyum-19 zemin durumunun bozulmasını buldular. Alüminyum-20, tek proton çürümesi kızı çekirdeğinin iki protonlu radyoaktif bir çekirdek olduğu ilk gözlenen üç protonlu yayıcıdır.
Araştırmacılar ayrıca, alüminyum-20 zemin durumunun bozulma enerjisinin, izospin simetrisinden çıkarılan tahminlerden önemli ölçüde daha küçük olduğunu ve alüminyum-20 ve ayna ortağı Neon-20’de olası bir izospin simetrisinin kırılmasını gösterdiğini buldular.
Bu bulgu, alüminyum-20 zemin durumunun spin-paritesinin neon-20 zemin durumunun spin parasından farklı olduğunu öngören son teknoloji teorik hesaplamalarla desteklenmektedir.
Xu, “Bu çalışma proton emisyon fenomenleri hakkındaki anlayışımızı geliştiriyor ve çekirdeklerin proton damlama çizgisinin ötesinde yapısı ve çürümesi hakkında bilgi veriyor.” Dedi.
Bugüne kadar, bilim adamları 3.300’den fazla nüklid keşfettiler, ancak 300’den azı istikrarlı ve doğal olarak var. Kalan, radyoaktif çürümeye maruz kalan kararsız nüklidlerdir. Α bozulması, β gibi yaygın bozunma modları– çürüme, β+ Çürüme, elektron yakalama, γ radyasyonu ve fisyon, 20. yüzyılın ortalarında keşfedildi.
Son birkaç on yıl boyunca, nükleer fizik deney tesisleri ve tespit teknolojilerindeki muazzam gelişme nedeniyle, bilim adamları, özellikle nötron eksikliği olan çekirdeklerde, stabiliteden uzak çekirdek çalışmasında birkaç egzotik bozunma modu keşfettiler.
1970’lerde bilim adamları, çekirdeklerin bir proton yayarak bozulduğu tek proton radyoaktivitesini keşfettiler. 21. yüzyılda, son derece nötron eksikliği olan bazı çekirdeklerin bozulmalarında iki protonlu radyoaktivite bulundu. Son yıllarda, üç, dört ve beş proton emisyonu gibi daha nadir bozulma fenomenleri bile gözlenmiştir.
Bu işbirlikçi çaba, IMP, GSI, Fudan Üniversitesi ve bir düzineden fazla başka kurumdan katkıları içeriyordu.
