Версия для слабовидящих
Найдено новое магическое число Печать Email
Новости науки
16.10.2013
Физики, ведомые Дэвидом Степпенбеком (David Steppenbeck) из Токийского университета (Япония), определили новое магическое число нейтронов в нестабильном изотопе кальция.

Циклотрон, на котором было найдено новое магическое число (фото RIKEN).


«Магическими» называют ядра с полными «оболочками» нуклонов (протонов и нейтронов), обычно чрезвычайно устойчивыми к распаду. Неплохой пример — гелий-4, с парой нейтронов и двумя протонами. Гелий, напомним, исключительно стабилен: значительная его часть возникла в момент Большого взрыва. Дальше магические числа для химических элементов дают 8, 20, 28, 50, 82 и 126. Однако в рядах таких магических ядер есть заметные исключения: ядра с неодинаковым числом нейтронов и протонов нестабильны даже при соблюдении магических чисел. В частности, в кремнии-42 есть 28 нейтронов, а протонов всего 14; равным образом нестабильны и изотопы кислорода с 16 нейтронами.

Изучения изотопов кальция, в которых нейтронов больше, чем протонов, уже показало, что число нейтронов, равное 32, позволит такому ядру оставаться стабильным. Теоретические работы предсказывали, что и 34 нейтрона для кальция будут «магическими», но проверить это на практике долгое время не удавалось.

Группа г-на Степпенбека обстреливала ядрами скандия и титана твёрдую мишень из бериллия. Столкновения образовывали большое количество короткоживущих ядер, при распаде которых появлялись гамма-лучи, регистрируемые экспериментальной установкой. При этом выяснилось, что первое возбуждённое состояние у кальция-54 наступает лишь при весьма высокой энергии; это указывает на то, что электронная подоболочка такого ядра закрывается при 34 нейтронах. Подоболочка ядер аналогична хорошо известной атомной подоболочке (s, p, d и т. д.). Если ширина запрещённой зоны велика, закрытие этой подоболочки соответствует магическому числу.

Итак, кальций-54 с 34 нейтронами в ядре сравнительно стабилен — то есть хотя и распадается быстро, но всё же значительно медленнее, чем должен был, не будь число «34» для него магическим (ну а физика, легко догадаться, познала ещё одно магическое число для ядер атомов).

Что всё это даёт? Взаимодействие нуклонов внутри нестабильных ядер, конечно, не так часто встречается в повседневной жизни, однако нуклеосинтез в недрах звёзд породил все элементы тяжелее гелия, в том числе те, из которых состоим мы с вами. Понимание поведения таких ядер значительно улучшит знание как химии звёзд, так и происходящих в их недрах физических процессов.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Nature.

Источник - http://compulenta.computerra.ru/veshestvo/fizika/10009493/

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта