Физики подтвердили двойное магическое число в ядре олова-100
В ЦЕРН открыли новую страницу в изучении редкого изотопа олова — олова-100, содержащего 50 протонов и 50 нейтронов. Он интересен за счет уникальной структуры, обеспечивающей устойчивость ядра. Получить олово-100 можно только в лабораторных условиях: в природе его не существует, поскольку он распадается менее чем за секунду.
Атомы состоят из ядра, окруженного электронной оболочкой. Внутри ядра — положительно заряженные протоны и нейтральные нейтроны. У одного элемента может быть несколько изотопов, то есть вариаций, различающихся числом нейтронов в ядре. Например, кислород имеет 18 изотопов: у всех по восемь протонов, но количество нейтронов варьируется от двух до 20.
В ядерной физике определенные числа протонов и нейтронов в ядре — 2, 8, 20, 28, 50 и 82 — называют «магическими». Это значит, что такие атомные ядра обладают полностью заполненными ядерными оболочками и высокой устойчивостью. Они хорошо сопротивляются деформации и обладают высокой симметрией.
Если в ядре одновременно присутствуют магические числа и протонов, и нейтронов, такой изотоп называют «дважды магическим». Он имеет особенно прочную структуру, которую исследователи изучают для проверки теорий ядерной физики.
Из-за короткого срока жизни и сложности производства олово-100 долгое время было проблематично изучать. Физики не могли с уверенностью сказать, обладает ли оно «двойной магией». Также не хватало данных о размере и форме ядер, близких к 100Sn, чтобы подтвердить его структуру.
Недавно в ЦЕРН (Европейская организация по ядерным исследованиям) собрали достаточно данных, чтобы подтвердить двойное магическое состояние олова-100. Результаты дают уверенность в том, что 100Sn имеет двойное магическое ядро с 50 протонами и 50 нейтронами. Эти выводы открывают новые перспективы для ядерной физики, позволяя создавать более точные теоретические модели.
Для более детального исследования ученые работали с изотопами индия. Они содержат на один протон меньше, чем олово-100. Такой индий стал отличной лабораторной моделью для изучения эволюции ядерной структуры вблизи магического устойчивого состояния олова-100. Разработка высокочувствительных методов лазерной спектроскопии позволила ученым провести нужные измерения.
Теоретическая ядерная физика тоже не стоит на месте. Современные модели все точнее описывают структуру тяжелых изотопов. Обширный объем экспериментальных данных об электромагнитных свойствах 100Sn помог не только подтвердить некоторые аспекты существующих теорий, но и установить новый стандарт для дальнейших исследований и моделирования.
«Эксперимент коллинеарной резонансной ионизационной спектроскопии (CRIS) на CERN-ISOLDE и производство экзотических изотопов индия на этой установке позволили нам провести точную лазерную спектроскопию атомных энергетических уровней индия, что предоставляет информацию об их ядерных электромагнитных свойствах», — объяснил профессор Рональд Гарсия Руис (Ronald Garcia Ruiz).
Собранные данные подтвердили двойную магическую природу олова-100, предсказанную теоретическими моделями. Для более глубокого понимания структуры этого изотопа первый автор исследования доктор Йонас Картхейн (Jonas Karthein) и коллеги провели расчеты и уточнили строение изотопа.
«Наши результаты дают убедительные доказательства двойной магической природы 100Sn, что предоставляет ключевую экспериментальную информацию для понимания «острова стабильности» изотопов и разрешает разногласия, возникшие из спектроскопических экспериментов в разных лабораториях мира. Простая структура этих ядерных систем предлагает идеальную модель для совершенствования нашего теоретического понимания атомных ядер», — прокомментировал доктор Картхейн.
Эти выводы помогут ученым разрабатывать более точные модели и проверять существующие теории. Ожидается, что дальнейшие исследования позволят проводить еще более точные измерения нестабильных изотопов, а это поможет глубже понять структуру и свойства нестабильных изотопов.
Исследование опубликовано в журнале Nature Physics.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые создали математическую модель, которая показала вероятную гибель древнего спутника Венеры из-за гравитационных сил. Теоретическое исследование предлагает один из сценариев развития Солнечной системы, чтобы понять причины кардинальных различий в эволюции Земли и ее соседки.
Остров Пуэрто-Рико столкнулся с неожиданно быстрой и жесткой засухой в период, который традиционно считается сезоном дождей. К 25 августа умеренная и сильная засуха охватила 75% территории архипелага, а зоны экстремального дефицита влаги разрослись до 44%. Еще в мае там не фиксировали никакой засухи, однако всего за три месяца ситуация резко ухудшилась.
Палеогенетики проанализировали ДНК и изотопный состав костей американского гепарда. Выяснилось, что вымерший хищник состоял в близком родстве с пумами, а особи из северных регионов питались в основном рыбой. Результаты анализа разрушили старый стереотип об этом животном как о родственнике африканского бегуна.
Группа российских исследователей, в которую вошли океанологи Санкт-Петербургского университета, выявила существование ранее неизвестных механизмов распространения «волн Россби». В ходе работы им удалось зафиксировать точки, где перенос энергии прекращается, а траектории движения воды претерпевают изменения. Дополнительно ученые обнаружили асимметрию в динамике волновых процессов, зарождающихся у западных и восточных прибрежных течений.
Американские арахнологи открыли в Скалистых горах на севере Айдахо новый вид паука из рода Hexura, представители которого прежде встречались лишь на северо-западе США и в Канаде. Обнаруженная группа живет примерно в 500 километрах восточнее известного науке ареала. Пауки Hexura тесно связаны с местом обитания и не расселяются на большие расстояния, поэтому ученым еще предстоит выяснить, как новый вид оказался так далеко от известных популяций.
«Росатом» рассматривает возможность создать под Мурманском новое предприятие для достройки плавучих атомных энергоблоков. Причина в том, что количество заказов госкорпорации растет, а существующих мощностей партнеров может не хватить.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии