חוקרים חוקרים מינים בלתי רגילים וחסרי חיים של מימן

Anonim

לגרעי האטומים הנמצאים בטבע יש בדרך כלל מספר זהה של פרוטונים ונייטרונים, והם יציבים - כלומר הם נשארים ללא פגע לנצח. עם זאת, להגדיל את חוסר האיזון בין מספר הפרוטונים והנייטרונים, וחיי הגרעין האטומי יכולים לרדת במידה ניכרת, ולעתים אף להיות קצרים עד כדי כך שאנו תוהים אם אנחנו צריכים אפילו לקרוא למערכת "גרעין".

צוות חוקרים בחן את המינים הלא רגילים והמיומנים ביותר של מימן המורכבים מפרוטון אחד וארבעה נויטרונים הידועים כ -5 H ("מימן חמש"). מטרתם הייתה ללמוד על מערכות של פרוטונים ונייטרונים שעפים זה מזה כמעט מיד עם היווצרותם, אך בכל זאת משאירים עקבות ניכרים לקיומם החולף. הצוות הצליח להראות כי 5 H שורד במשך כ 6x10 -23 שניות (שישים טריליון של טריליון של שנייה או 60 "yocto שניות") לפני שתיים מארבע הנייטרונים שלה עף משם משאיר גרעין רדיואקטיבי קטן יותר של מימן המכונה 3 H או "tritium". מרווח זה הוא בערך כמו הזמן זה לוקח אור לנסוע מרחק בערך ארבע פעמים בגודל של מערכת גרעינית 5 H. למרות קיומו הקצר מאוד, אנו עדיין מתפתים לקרוא 5 H "גרעין".

המחקר סיפק מידע חדש על האופן שבו נייטרונים יכולים לקיים אינטראקציה זה עם זה, והציע שהסדר הנייטרונים ב- 5 H דומה מאוד לזה של איזוטופ אקזוטי של הליום, 6 הוא, המורכב משני פרוטונים וארבעה נויטרונים. הסרת פרוטון אחד מ 6 הוא עושה את המערכת יציבה. המאפיינים של מערכות שמקורם כמעט אך ורק בנייטרונים יכולים להוביל להבנה טובה יותר של האופן שבו אוספי נויטרונים מתנהגים בסביבות שונות כגרעין מפוזר יחיד, גרעין המכיל חלקיקים שאינם אפילו נויטרונים או פרוטונים, או פני כוכב נויטרונים.

כדי להפוך את 5 H, החוקרים השתמשו בתגובה שהסיר פרוטון אחד מן האנרגטי 6 הוא גרעין המיוצר על ידי מתקן מוליך הלאומי Cyclotron באוניברסיטת מישיגן סטייט ב 33% מהירות האור. על ידי ניתוח של מוצרי התגובה, הצוות יכול לקבוע לא רק את החיים של 5 H שהתקבל, אלא גם את כמות האנרגיה המשתחררת כאשר 5 H מתפוררת. ב 6 חישובים מתוחכמים כבר הראו ששני ארבעת הנייטרונים נוסעים יחד סביב ליבה הדוקה, המורכבת משני פרוטונים ושני נויטרונים אחרים. חישובים אלה אינם מסוגלים לתאר באופן מלא את המערכת כי הוא קצר כמו 5 H, אבל עם כמה קירובים יכול להתחיל לתת תמונה של המבנה הפנימי שלה. נמצא כי כאשר המערכת נשברת, הנייטרונים שומרים זיכרון של איך הם היו מסודרים בגרעין המקורי 6 הוא גרעין, וכי שני לטוס משם עשויים להופיע יחד במדינה המכונה לעתים "די נויטרונים" כי במהירות מפריד לשני נויטרונים. העבודה תסייע להנחות את התפתחות התיאוריות המתארות אינטראקציות נויטרונים ואת המאפיינים של מערכות גרעיניות קצרות מועד.

menu
menu