Физики-ядерщики из Технического Университета Мюнхена и их коллеги решили более детально изучить ядра, лежащие в «острове инверсии» и содержащие по 20 нейтронов. Результаты эксперимента ставят очередной вопрос о состоятельности оболочечной теории строения атомного ядра, по крайней мере, в области острова инверсии, а возможно– и для всех известных нуклидов.
Элементы тяжелее железа появились в этой вселенной лишь в результате взрывовновыхилисверхновыхзвезд. В процессе превращения атомных ядер, сопровождающих вспышки новых или сверхновых образуются все типы атомных ядер, включая более стабильные комбинации, предсказанные теорией магических чисел, однако есть и исключения –так называемыеострова инверсии.
Островом инверсии(island of inversion)называется область в таблице нуклидов, в которую входят изотоп, тип заполнения нуклонных оболочек, в ядрах которых расходится с классической моделью строения атомного ядра. Международная группа исследователей смогла впервые посмотреть на этот открытый в 1975 году остров«с близкого расстояния».
Все обнаруженные на Земле химические элементы имеют космическое происхождение. Наиболее распространенные в космосе водород и гелий образовались практически сразу послеБольшого Взрыва.Другие, например, кислород и углерод, появились позже в результате протекавших в звездах термоядерных реакций; элементы тяжелее железа образуются лишь при разрушении звезд.
Термоядерный котел сверхновой дает рождение огромному количеству различных тяжелых атомных ядер, которые затем распадаются с образованием более стабильных нуклидов через ряд быстрых промежуточных стадий. Взяв за аналогию распределение электронов по энергетическим уровням, физики разработали модель строения атомного ядра (модель«магических чисел»),позволяющую предсказывать, какие комбинации протонов и нейтронов приводят к образованию стабильных ядер. Для магических ядер характерно полное заполнение нуклонных уровней и форма, близкая к сферической.
Однако существуют магические ядра, строение которых не укладывается в рамки существующей теории, несмотря на относительную стабильность, их форма не является сферической. Физики-ядерщики из Технического Университета Мюнхена и их коллеги решили более детально изучить ядра, лежащие в«острове инверсии»и содержащие по 20 нейтронов (20 представляет собой одно из магических чисел.
В ходе эксперимента исследователи изучали богатый нейтронами нуклид32Mg.Для получения этого ядра титановую пластинку с адсорбированным на ее поверхности тритием обстреливали пучком ядер30Mg.В результате взаимодействия ядер два нейтрона из ядра трития переносились на ядро магния, в результате чего образовывался32Mgи протон.
Богатое нейтронами ядро32Mg (12 протонов и 20 нейтронов) в соответствии с моделью строения атомного ядра должно быть магическим и, соответственно, обладать сферической формой. Однако до настоящего времени результаты теоретических симуляций предсказывали, что в наиболее стабильном энергетическом состоянии ядро32Mgне представляет собой сферу, оно деформировано и похоже на яйцо.
Однако эксперименты с полученным32Mgвпервые показали сферическую форму ядра этого нуклида. Более того, оказалось, что экспериментально полученное ядро32Mgрасполагается на поверхности потенциальной энергии ниже, чем это было предсказано теоретически. Результаты эксперимента ставят очередной вопрос о состоятельности оболочечной теории строения атомного ядра, по крайней мере, в области острова инверсии, а возможно –и для всех известных нуклидов. Исследователи заявляют, что для окончательного решения вопроса о строении атомного ядра и, возможно, обнаружения новых магическихчисел, потребуется еще немалое количество экспериментов.
Комментариев нет:
Отправить комментарий