• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
09.12.2024, 08:09
Evgenia Vavilova
6,4 тыс

Физики нашли протонное гало у новых атомных ядер

❋ 4.5

Исследователи из Института современной физики Китайской академии наук (IMP) вместе с коллегами из Японии, Германии и Италии впервые провели точные измерения масс нескольких экзотических атомных ядер. Полученные данные позволили определить протонную капельную линию для алюминия, фосфора, серы и аргона, а также предложить новый подход к изучению протонных гало-структур. 

Схема распределения протонов и нейтронов в зеркальных ядрах аргона-31 и алюминия-31. Слева — слабосвязанное богатое протонами ядро ​​аргона-31, которое должно демонстрировать значительную структуру гало. Справа — сильно связанное богатое нейтронами ядро ​​алюминия-31. / © IMP
Схема распределения протонов и нейтронов в зеркальных ядрах аргона-31 и алюминия-31. Слева — слабосвязанное богатое протонами ядро ​​аргона-31, которое должно демонстрировать значительную структуру гало. Справа — сильно связанное богатое нейтронами ядро ​​алюминия-31 / © IMP

Атомное ядро — центральная часть атома, система, состоящая из протонов и нейтронов. Гало — это особенность организации атомного ядра, при которой один или несколько протонов или нейтронов так слабо связаны с ядром, что находятся на значительном расстоянии от центра, образуя своеобразное «облако». Радиус таких ядер значительно превышает радиусы близких по протонно-нейтронному составу ядер.

Ученые обычно наблюдают гало у слабосвязанных ядер, расположенных вблизи капельной линии — границы устойчивости атомных ядер, за которой протоны не могут больше удерживаться в ядре и «вытекают» наружу.

Ученые чаще могут наблюдать нейтронные гало, чем протонные, поскольку протонный вариант образуется реже из-за кулоновского отталкивания между положительно заряженными протонами.

Международная команда исследователей впервые измерила массы экзотических ядер изотопов кремния, фосфора, серы и аргона — 23Si, 26P, 27,28S и 31Ar. Ученые использовали метод изохронной масс-спектрометрии (Bρ-defined IMS), измеряющий массы ядер через время и траекторию полета ядра по магнитному кольцу-хранилищу. Им удалось значительно улучшить точность определения массы серы-28 — в 11 раз. Собранные данные позволили уточнить положение протонной капельной линии для алюминия, фосфора, серы и аргона.

Ученые вывели на основе измерений массы ядер физическую величину — разницу энергий зеркальных ядер (mirror energy differences). Она может стать широкоиспользуемым индикатором существования протонного гало. Также результаты экспериментов показали нарушения изоспиновой симметрии у ядер, находящихся рядом с протонной капельной линией. Теоретические расчеты подтвердили, что это связано с существованием протонного гало.

Исследование подтвердило наличие протонного гало у ядер фосфора-26, фосора-27, серы-27 и серы-28, а также предположило, что аргон-31 может быть новым ядром с двойным протонным гало. Одновременно установлено, что основное состояние алюминия-22 не имеет гало-структуры. Работа опубликована в Physical Review Letters.

Эти выводы помогут в дальнейшем изучении экзотических ядер и углубят понимание процессов, происходящих в нестабильных ядрах. Авторы предполагают, что разница энергий зеркальных ядер может стать чувствительным индикатором для обнаружения нарушений изоспиновой симметрии и выявления протонных гало-структур. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Евгения Вавилова — научпоп автор, специализирующийся на популярной физике. Выпускница физического факультета, более 10 лет пишет о новейших открытиях в квантовой механике, астрофизике и теоретической физике. Евгения умеет объяснять сложные концепции простым языком и регулярно публикует материалы, основанные на первоисточниках — научных статьях и интервью с исследователями.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
10 апреля, 10:51
Татьяна Зайцева

Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.

10 апреля, 21:13
Александр Березин

Космический корабль Orion в рамках миссии Artemis II вернется на нашу планету 11 апреля 2026 года, в 03:07 по московскому времени.

10 апреля, 13:15
Максим Абдулаев

Палеонтологи из ЮАР и Франции впервые обнаружили невылупившийся эмбрион древнего синапсида — эволюционного предшественника млекопитающих. Находка, сделанная в породах раннего триасового периода, завершает 180-летние поиски яйцекладущих предков человека. Исследование доказывает, что древние животные откладывали мягкие кожистые яйца, скорлупа которых не сохраняется в окаменелостях. Это открытие помогает понять, как в ходе эволюции у млекопитающих появилось молоко.

5 апреля, 15:48
Александр Березин

Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.

9 апреля, 08:30
Максим Абдулаев

Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.

10 апреля, 10:51
Татьяна Зайцева

Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.

19 марта, 10:58
Игорь Байдов

В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.

19 марта, 12:41
Игорь Байдов

Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.

5 апреля, 15:48
Александр Березин

Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Комментарий на проверке

Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно