Čtvrtek, 3 prosince
Shadow

Fyzikové v CERNu objevili nové „magické číslo“

Jaderní fyzikové se snaží proniknout do nejhlubšího nitra hmoty. Jednou z Velkých otázek této vědy je stabilita určité skupiny supertěžkých prvků, které jsou podle teorie schopny dlouhodobé existence.
Jaderní fyzikové se snaží proniknout do nejhlubšího nitra hmoty. Jednou z Velkých otázek této vědy je stabilita určité skupiny supertěžkých prvků, které jsou podle teorie schopny dlouhodobé existence.

Fyzikové z CERNu poprvé získali v experimentech exotická jádra vápníku s vysokým počtem neutronů a změřili jejich fyzikální vlastnosti. Objevili při tom nové „magické číslo“ – počet neutronů, který dokáže jádro stabilizovat a umožnit jeho delší existenci oproti příbuzným jádrům s více či méně neutrony. Tento výsledek může významně přispět k syntéze nových supertěžkých prvků, uvádějí vědci v článku, který byl uveřejněn v časopisu Nature.

Jádro atomu může být více nebo méně stabilní v závislosti na tom, nakolik jsou jeho „hladiny“ zaplněny neutrony a protony. Pojem „hladiny“ souvisí s kvantovou mechanikou, zhruba jde o jakési slupky, které mají horní omezení na počet neutronů a protonů. Pokud neutronů nebo protonů je určitý počet („magické číslo“), může existovat dostatečně dlouho, jinak se rychle rozpadá. Až dosud vědci znali jen sedm takových čísel – 2, 8, 20, 28, 50, 82 a 126 (pokud jste si všimli, že všechna z nich jsou sudá, poznali jste jednu z velkých záhad jaderné fyziky – teoretické vysvětlení tohoto faktu zatím schází).

Vědci, kteří v CERNu provedli experiment ISOLTRAP, získali jádra „exotických“ isotopů vápníku Ca-53 a Ca-54, obsahující 33 a 34 neutronů, a dokázali změřit jejich hmotnost. Většinou jsou měření hmotnosti krátce žijících jader prováděna pomocí speciální magnetické pasti, ale u vápníku to nebylo možné. Experimentátoři proto použili speciální hmotnostní spektrometr, v němž se jádra pohybovala mezi speciálními elektrostatickými „zrcadly“. Podle doby letu byla jejich hmotnost změřena s přesností 0,001%.

Účelem tohoto měření bylo zjistit takzvanou vazebnou energii, která zhruba řečeno znamená, jak moc je jádro ovlivňováno přitažlivými jadernými silami mezi protony a neutrony, které zajišťují jeho stabilitu. Výsledek ukázal, že novým magickým číslem je číslo 32, přesně tolik neutronů totiž obsahuje Ca-52, získaný v předchozích pokusech.

„Vazebná energie jádra vápníku-52 činí přibližně 4 MeV, což znamená, že tento objev je stejně významný, jako celá klasická teorie magických čísel“, uvádí Klaus Blaum, šéf skupiny ISOLTRAP. Tento experiment a jeho výsledky pomohou fyzikům získat nové prvky z „ostrůvku stability“ – supertěžká jádra, která by podle teorie měla existovat po dlouhou dobu. Více si o nich můžete přečíst v tomto článku.

Zdroj: atomic-energy.ru

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Tato stránka používá Akismet k omezení spamu. Podívejte se, jak vaše data z komentářů zpracováváme..