Yayınlanan bir çalışmada Fiziksel İnceleme MektuplarıGSI Helmholtztrum Für Schwerionenforchung’daki bilim adamları yeni bir süper izotop keşfettiler, 257Özellikleri en ağır unsurlarda nükleer istikrar ve fisyon hakkında yeni bilgiler sağlayan SG (Seaborgium).
Süper elementler, protonları ve nötronları bir arada tutan çekici nükleer kuvvet ile olumlu yüklü protonları ayıran itici elektromanyetik kuvvet arasında hassas bir dengede bulunur.
Atomlardaki elektron kabuklarına benzer kuantum kabuğu etkileri olmadan, bu büyük çekirdekler saniyenin trilyonda birinden daha az bir sürede ayrılacaktır.
CEİD, GSI Helmholtzentrum Für SchwerionForschung, Almanya’dan ortak yazarlar Dr. Pavol Mosat ve Dr. J. Khuyagbaatar ile konuştu.
Çalışma, en aşırı atom çekirdeğinin nasıl davrandığına dair eksik anlayışımızı ortaya koymaktadır, bulgular, süper çekirdeklerin anında parçalanmasını engelleyen kuantum etkilerinin daha önce inanıldığından farklı çalışabileceğini düşündürmektedir.
Nükleer istikrarın araştırılması
Uluslararası araştırma ekibi, GSI’nın gaz dolu geri tepme ayırıcı TASCA’sını oluşturmak için kullandı 257SG, krom-52 ve Lead-206 çekirdekleri arasındaki füzyon reaksiyonları yoluyla.
Yeni izotopun 12.6 milisaniye boyunca yaşadığını, eşit komşusundan daha uzun yaşadığını buldular. 258SG ve hem spontan fisyon hem de alfa-parçacık emisyonu yoluyla bozunur.
Alfa bozunma yolu özellikle açıklayıcı oldu. Ne zaman 257SG bir alfa parçacığı yayar, 253RF (Rutherfordium), daha sonra sadece 11 mikrosaniyeden sonra fisyona girer.
Bu gözlem, açısal momentumun fisyonu nasıl etkilediğine dair geleneksel anlayışı sorgulayan son bulguları desteklemektedir. Daha yüksek K kuantum sayılarının daha güçlü fisyon engelleri sağlaması beklenirken, ortaya çıkan veriler bu ilişkinin daha önce inanıldığından daha karmaşık olabileceğini düşündürmektedir.
“Çalıştık 257SG ve 253RF izotopları ve genel olarak, k-quantum sayılarının gerçekten fisyonu engellediğini buldu, “dedi Mosat.” Ancak, engellerin mutlak değeri hala bilinmiyor. “
Seaborgium’da İlk K-Isomer
Belki de daha da önemlisi, ekibin bir Seaborgium izotopundaki ilk K-izomerik devleti keşfetmesi oldu. K-izomerleri, fisyonu sıradan nükleer durumlardan çok daha etkili bir şekilde direnen yüksek açısal momentuma sahip özel nükleer konfigürasyonlardır.
İçinde 259SG, araştırmacılar, nükleer oluşumdan sonra 40 mikrosaniye görünen bir dönüşüm elektron sinyali tespit ettiler, fisyona karşı zemin durumundan yüzlerce kez daha uzun süre stabil olabilecek K-izomerik bir durum için güçlü kanıtlar.
“K izomerik durumları zaten süper çekirdeklerde gözlemlendi 252-257RF ve 270DS, “Khuyagbaatar’a dikkat çekti.” K-isomer’i sadece 106 proton, yani SG izotoplarında ilk kez çekirdeklerde gözlemledik. “
Bu bulgu, bilim adamlarının süper unsurları anlamalarında önemli bir boşluğu doldurur ve gelecekteki unsur keşif çabaları için derin etkileri olabilir.
‘İstikrar adası’ için çıkarımlar
Keşif, Superheavy Element araştırmalarında kritik bir zamanda geliyor.
Bilim adamları uzun zamandır, olumlu kabuk etkileri nedeniyle uzun süreler boyunca belirli süper çekirdeklerin var olabileceği bir bölge olan teorik “istikrar adası” nı aradılar. Bununla birlikte, yeni bulgular bu manzaranın beklenenden daha karmaşık olabileceğini göstermektedir.
Khuyagbaatar, “Süper çekirdeğin, örneğin, henüz keşfedilmemiş bir elementin bir izotopunun 1 μs’den (mikrosaniye) daha az yaşayabileceği olabilir.”
“Eğer öyleyse, o zaman 120 elemanının keşfi muhtemelen ayrılık ve tespit zorluklarıyla karşı karşıya kalacaktır. Ancak, bu çekirdekte bir K-izomerik durum varsa, son zamanlarda gösterdiğimiz gibi daha uzun yaşayabilir. 252RF. “
Araştırmacılar hala keşfedilenlerin 256SG, teorik tahminlerin önerdiğinden önemli ölçüde daha kısa bir yarı ömre sahip olabilir, potansiyel olarak tahmin edilen 6 mikrosaniyeden sadece bir nanosaniyeye düşer.
İstikrarda böyle önemli bir sapma, nükleer fizikte önemli bir yeni içgörü temsil edecektir.
Teknik zorluklar ve gelecekteki çalışmalar
Deneysel başarı, önemli teknik zorlukların üstesinden gelmeyi gerektirdi. Sadece milisaniye boyunca var olan çekirdeklerle çalışmak olağanüstü hızlı tespit sistemleri ve hassas zamanlama talep etti.
Khuyagbaatar, “Kısa ömürlü çekirdekler söz konusu olduğunda, nispeten kısa uzunlukta bir ayırıcıya sahip olmak ve daha da önemlisi, radyoaktif bozunma sinyallerini yaklaşık 100 n’ye indirebilecek hızlı dijital elektroniklere sahip olmak çok önemlidir.”
Ekip, GSI’da çoklu süper element keşifleri için çok önemli kanıtlanmış özel dijital elektronikler geliştirdi.
Takımın bir sonraki hedefi sentezlemek 256SG, stabilitede öngörülen dramatik azalmanın gerçekte meydana gelip gelmediğini test etmek.
Mosat, “Gerçekten de, süper çekirdeklerde uzun ömürlü K-izomerik devletlerin diğer vakalarını keşfetmeye çalışacağız.” Dedi. “Mevcut konuyla ilgili olarak, en yakın planımız bir sonraki bilinmeyenleri sentezlemeye çalışmak olacaktır. 256Sg. “
Sadie Harley tarafından düzenlenen yazarımız Tejasri Gururaj tarafından sizin için yazılmış ve Robert Egan tarafından gerçekleştirilmiş ve gözden geçirilmiş-bu makale dikkatli insan çalışmasının sonucudur. Bağımsız bilim gazeteciliğini canlı tutmak için sizin gibi okuyuculara güveniyoruz. Bu raporlama sizin için önemliyse, lütfen bir bağış (özellikle aylık) düşünün. Alacaksın reklamsız bir teşekkür olarak hesap.
