В ЦЕРНе началось исследование редкого изотопа олова — олова-100, состоящего из 50 протонов и 50 нейтронов. Уникальная структура ядра обеспечивает ему устойчивость. Олово-100 возможно получить только в лабораторных условиях, так как в природе его не существует: он распадается за доли секунды.
Ядро атома окружено электронной оболочкой. Внутри ядра располагаются положительно заряженные протоны и нейтральные нейтроны. У одного элемента может быть несколько изотопов — вариаций, отличающихся количеством нейтронов в ядре. Например, кислород имеет 18 изотопов: у всех по восемь протонов, а количество нейтронов варьируется от двух до двадцати.
В ядерной физике числа протонов и нейтронов 2, 8, 20, 28, 50 и 82 в ядре считаются «магическими». Атомные ядра с такими числами имеют полностью заполненные оболочки и высокую устойчивость.
Изотоп с одновременным наличием магических чисел протона и нейтрона называется «дважды магическим». имеетИзучаемая исследователями структура обладает особой прочностью и служит для проверки теорий ядерной физики.
Из-за малого срока службы и сложности производства изучение полония-100 долгое время было затруднено. Физики не могли с уверенностью утверждать, обладает ли оно «двойной магией». Кроме того, недоставало данных о размере и форме ядер, близких к… 100Sn, чтобы подтвердить его структуру.
В ЦЕРНе накопилось достаточное количество данных для подтверждения двойного магического состояния олова-100. 100SnОбладает двойным магическим ядром из 50 протонов и 50 нейтронов. Такие выводы расширяют горизонты в области ядерной физики, давая возможность создавать более точные теоретические модели.
Для углублённого исследования учёные работали с изотопами индия, которые содержат на один протон меньше, чем олово-100. Такой индий стал прекрасной лабораторной моделью для изучения эволюции ядерной структуры вблизи магического устойчивого состояния олова-100. Разработка высокочувствительных методов лазерной спектроскопии позволила учёным провести необходимые измерения.
Теоретическая ядерная физика развивается. Современные модели всё точнее описывают структуру тяжёлых изотопов. Большой объём экспериментальных данных об электромагнитных свойствах… 100SnПодтвердил некоторые аспекты существующих теорий и установил новый стандарт для будущих исследований и моделирования.
Эксперимент по коллинеарной резонансной ионизационной спектроскопии на CERN-ISOLDE и производство экзотических изотопов индия на этой установке позволили провести точную лазерную спектроскопию атомных энергетических уровней индия. Полученная информация даёт представление об их ядерных электромагнитных свойствах. Ronald Garcia Ruiz).
Полученные сведения указали на наличие двух волшебных свойств у олова-100. предсказаннуюТеоретическими моделями можно глубже понять структуру этого изотопа. Первый автор исследования, доктор Йонас Картхейн, … Jonas KartheinАвторы и соавторы выполнили расчеты, уточнив строение изотопа.
Выводы свидетельствуют о двух сторонах волшебства. 100SnДанные исследования предоставляют важную экспериментальную информацию для понимания «острова стабильности» изотопов и устраняют разногласия, появившиеся из-за спектроскопических экспериментов в разных лабораториях.
Простая структура ядер в этих системах позволяет использовать их как идеальную модель для совершенствования нашего теоретического представления о строении атомных ядер, — отметил доктор Картхейн.
Выводы позволят учёным создавать более точные модели и испытывать уже имеющиеся теории. Прогнозируется, что последующие исследования… позволятБолее точные измерения нестабильных изотопов позволят глубже понять их структуру и свойства.
Исследование опубликовано в журнале Nature Physics.