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 Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Плавящийся асфальт в США, многие тысячи погибших в Западной Европе, своеобразное лето в России — все это списывают на вредоносный феномен рекордного Эль-Ниньо. И конечно же, на него спихивают и ожидаемый рост цен на кофе и основные сельхозтовары. Правда, есть в этой картине и белые пятна: в прошлые Эль-Ниньо мировые урожаи росли. Что скорее всего случится в 2026 году и отчего роль этого события может быть куда больше, чем мы думаем?
Ученые синтезировали три новых комплекса металла европия и нашли способ управлять яркостью их свечения (люминесценции). Подобные светящиеся соединения востребованы в биологии и медицине для визуализации тканей и отслеживания распределения лекарств по организму, а также в технике при разработке энергоэффективных дисплеев и светодиодов.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
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