Ana Sayfa Fizik Egzotik magnezyum formunun yeni ölçümleri şaşırtıcı şekil kayması oluşturdu

Egzotik magnezyum formunun yeni ölçümleri şaşırtıcı şekil kayması oluşturdu

231
0
  Okuma Süresi:   Bu yazıyı  " 5 "  dakikada okuyabiliriniz.
1-newmeasureme
1-newmeasureme
Sitemin tek geliri olan reklamları görüntülemek için AdBlock eklentinizi kapatırsanız sevinirim 🙂
On yıldan uzun bir süre önce, bilim adamları magnezyum atomlarını yeni sınırlara itti, fazladan nötronları çekirdeklerine doğru sıktılar ve bu element için maksimum sınıra ulaştılar.

Şimdi, Enerji Bakanlığı’ndan Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı’nda (Berkeley Lab) bilim adamları tarafından yönetilen uluslararası bir ekip, magnezyum-40 olarak bilinen bu egzotik sistemi yeniden üretti ve nükleer yapısı hakkında yeni ve şaşırtıcı ipuçları topladı.

Berkeley Laboratuvarı Nükleer Bilim Bölümünde çalışan bir bilim insanı olan Heather Crawford ve çevrimiçi olarak yayımlanan bu araştırmanın baş yazarı “Magnezyum-40, gerçekte neye benzediğiyle ilgili çok fazla sorusu olan bir kavşakta oturuyor” dedi. Fiziksel İnceleme Mektupları günlüğünde. “Bu son derece egzotik bir tür.”

Atom çekirdeğindeki protonların sayısı (pozitif elektrik yükü olan), elementin atom sayısını tanımlar – periyodik tabloya oturduğu yerde – nötron sayısı (elektrik yükü yok) değişebilir. Doğada bulunan en yaygın ve kararlı magnezyum atomu türü 12 proton, 12 nötron ve 12 elektron (negatif yüke sahiptir) içerir.

Aynı elementin farklı nötron sayısı ile atomları izotoplar olarak bilinir. Araştırılan araştırmacıların magnezyum-40 (Mg-40) izotopları magnezyum atomları için maksimum olabilen 28 nötrona sahiptir. Belirli bir element için, bir çekirdekteki maksimum nötron sayısı “nötron damlama çizgisi” olarak adlandırılır – halihazırda kapasitedeyken başka bir nötron eklemeye çalışırsanız, ekstra nötron derhal çekirdekten “damlar”.

“Bu son derece nötron bakımından zengin,” dedi Crawford. “Mg-40 damlama hattında ise bilinmiyor, ama kesinlikle çok yakın. Bu, damlama hattının yakınında deneysel olarak ulaşabileceğiniz en ağır izotoplardan biri.”

Çekirdeklerin damlama çizgisine yakın şekli ve yapısı, nükleer fizikçiler için özellikle ilginçtir çünkü çekirdeğin varlığın uçlarında nasıl davrandığı hakkında temel şeyler öğretebilir.

Berkeley Lab’ın Nükleer Bilim Anabilim Dalı kıdemli bir bilim adamı olan Paul Fallon, “Damlama çizgisine çok yaklaştığınızda, aklımızdaki ilginç soru şudur:“ Nötronların ve protonların kendilerini düzenleme yöntemleri değişir mi? ”Dedi. ve çalışmanın bir ortak yazarı. “Nükleer fizik alanındaki en büyük hedeflerden biri, bir elementin çekirdeğinden damlama hattına kadar olan yapıyı anlamak.”

Böylesi temel bir anlayış, yıldız birleşmelerinde ağır elementlerin oluşumu ve patlamalar gibi patlayıcı süreçler hakkında teorileri bilgilendirebileceğini söyledi.

Çalışma, Japonya’nın Wako kentindeki RIKEN Nishina Hızlandırıcı Tabanlı Bilim Merkezi’nde bulunan Japonya Radyoaktif İzotop Işın Fabrikası’nda (RIBF) yapılan deneylere dayanıyor. Araştırmacılar, 1931’de Berkeley Lab’ın kurucusu Ernest Lawrence tarafından geliştirilen bir tür parçacık hızlandırıcısı olan üç siklotronun gücünü, ışık hızının yaklaşık yüzde 60’ında hareket eden çok yüksek enerjili parçacık ışınlarını üretmek için birleştirdi.

Araştırma ekibi, birkaç milimetre kalınlığındaki karbondan dönen bir diske vurmak için hem proton (20) hem de nötron (28) içeren sihirli bir kalsiyum izotopu olan güçlü bir kalsiyum-48 ışını kullandı.

Kalsiyum-48 çekirdeklerin bazıları karbon çekirdeğe çarptı, bazı durumlarda alüminyum-41 olarak bilinen bir alüminyum izotop üretti. Nükleer fizik deneyi, daha sonra santimetre kalınlığında bir plastik (CH2) hedefi vurmak için kanalize edilen bu alüminyum-41 atomlarını ayırdı. Bu ikincil hedefle gelen etki, bazı alüminyum-41 çekirdeklerinden bir protonu çökerterek Mg-40 çekirdeklerini yarattı.

Bu ikinci hedef bir gama ışını detektörü ile çevriliydi ve araştırmacılar, ışın-hedef etkileşimlerinde yayılan gama ışınlarının ölçümlerine dayanarak Mg-40’ın heyecanlı durumlarını araştırabildiler.

Mg-40’a ek olarak, ölçümler ayrıca Mg-36 ve Mg-38 dahil olmak üzere diğer magnezyum izotoplarındaki uyarılmış durumların enerjilerini de aldı.

Crawford, “Çoğu model Mg-40’ın hafif izotoplara çok benzemesi gerektiğini söyledi.” Dedi. “Ama olmadı. Çok farklı görünen bir şey gördüğümüzde, o zaman zorluk yeni teorilerin hepsini yakalamak için.”

Teoriler şimdi deneylerde görülenlerle aynı fikirde olmadıkları için, Mg-38 ve diğer izotoplara kıyasla, Mg-40 çekirdeklerinin yapısında neyin değiştiğini açıklamak için yeni hesaplamalar yapılması gerekmektedir.

Fallon, birçok hesaplamanın Mg-40 çekirdeğinin çok deforme olduğunu ve muhtemelen futbol şeklinde olduğunu öne sürdüğünü, bu nedenle Mg-40’a eklenen iki nötronun, çekirdek içine dahil edilmek yerine çekirdek bir sözde çekirdek çekirdek oluşturmak üzere çekirdek etrafında toplanabileceğini söyledi. komşu magnezyum izotopları tarafından sergilenen şekil.

“Bazı fiziğin spekülasyonlarını yapıyoruz, ancak bunun daha ayrıntılı hesaplamalar ile doğrulanması gerekiyor” dedi.

Crawford, ilave ölçümlerin ve teorilerin Mg-40 üzerinde çalıştığını ve yakındaki izotopların Mg-40 çekirdeğinin şeklini pozitif olarak tanımlamaya ve nükleer yapıda değişime neyin neden olduğunu açıklamaya yardımcı olabileceğini söyledi.

Araştırmacılar, Berkeley Lab’da inşa edilen Gamma-Ray Enerji İzleme Dizisi (GRETA) ile birlikte Michigan State Üniversitesi’nde yapım aşamasında olan yeni bir DOE Bilim Ofisi Kullanıcı Tesisi olan Nadir İzotop Kirişler için nükleer fizik tesisinin daha fazla olanak sağlayacağını belirtti. Nükleer damla hattı yakınındaki diğer elementlerin çalışmaları.

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz