염소와 결합하여 소금을 결합한 요소 인 새로운 형태의 나트륨은 원자 핵에 28 개의 중성자를 포장하고 화학적 동일성을 정의하는 11 개의 양성자입니다. 천연 나트륨에서 12 개의 중성자의 두 배 이상의 경우, 요소의 중성자가 풍부한 동위 원소는 매우 극단적이므로 이론적 모델이 그 존재를 예측 한 거의 없다. Knoxville의 테네시 대학교의 핵 물리학자인 Katherine Grzywacz-Jones는“이 중성자가 계속 매달려 있다는 것은 놀라운 일입니다.
일본의 Riken Nishina Accelerator 기반 과학 센터의 연구원들은 소수의 나트륨 -39 핵을 만들었습니다. 그러나 그들의 존재는 물리학 자들이 핵 구조에 대한 이해에 도전한다. 또한 폭발하는 별이 미국의 주요 새로운 시설의 목표 인 많은 요소를 위조하는 과정을 추적하면 생각보다 어려울 수 있습니다.
3 년 전, Riken Center의 입자 가속기 실험 인 방사성 동위 원소 빔 공장이라고 불리는 초전도 사이클로트론은 단일 나트륨 -39 핵의 무두질 힌트를 생성했습니다. Riken 핵 물리학 자 Toshiyuki Kubo는“따라서 우리는 훨씬 더 높은 빔 강도와 더 긴 빔 시간으로 실험을 반복했습니다.
Kubo의 26 인 팀은 베릴륨 표적을 통해 칼슘 -48 핵의 빔을 쐈다. 연구원들은 시카선을 조정하여 나트륨 -39 또는 유사한 질량 대 충전 비율을 가진 핵만이 슬라 롬을 통과 할 수 있다고 조정했다. 에너지는 마지막에 검출기에 퇴적 된 핵이 그 전하를 나타냈다. 충전과 질량에서 Kubo와 동료들은 핵의 양성자와 중성자를 쉽게 집계 할 수 있습니다. 대상을 통해 500 만 칼슘 -48 핵을 발사 한 그들은 9 개의 나트륨 -39 핵을 감시했고, 그들은 물리적 검토 편지의 언론에서 논문에보고합니다. .
어떤 양성자와 중성자의 조합이 핵에 결합 할 것인지 예측하는 것은 까다로울 수 있습니다. 양성자와 중성자는 Pions라는 입자를 교환하여 함께 붙어 있으며, 양자 기계적 효과는 유사한 수의 양성자 및 중성자로 핵을 선호합니다. 그러나 전기적으로 하전 된 양성자는 서로를 격퇴하여 더 적은 양의 양성자에 대한 균형을 기울입니다. 핵은 또한 단일 양성자에서 수백 개의 양성자와 중성자에 따라 다양하며, 다른 이론적 접근법은 다른 질량 범위에서 더 잘 작동하는 경향이 있습니다.
미시간 주립 대학의 핵 물리학 자이자 논문의 저자 인 브래드 셰릴 (Brad Sherrill)은“지금까지 대부분의 모델은 나트륨 -39가 구속되어야한다고 예측하지 못했다. 그러나 2 년 전 미시간 주의 핵 이론가 인 Witold Nazarewicz와 동료들은 모델 예측을 평균화함으로써 가능한 모든 핵을 예측하려고 시도했으며, 각각의 불확실성에 의해 가중되었습니다. 이로 인해 나트륨 -39가 존재할 확률이 50% 증가했습니다. "[Riken] 결과가 놀랍습니까?" 나사웨이즈는 말한다. "아니요. 중요합니까? 예.”
그는 핵 환경에 중요한 세부 사항을 추가한다고 말했다. 물리학 자들은 체커 보드와 같은 차트에서 알려지고 예측 된 핵을 수직으로 등반하는 양성자의 수와 왼쪽에서 오른쪽으로 증가하는 중성자 수를 줄입니다. 핵은 차트를 가로 질러 대각선으로 넓은 늪지대를 형성하며, 하단 가장자리를 중성자 드립 라인이라고합니다. 그것은 주어진 수의 양성자로 더 많은 중성자를 핵으로 밀어 넣는 것이 불가능한 한계를 나타냅니다. 그리고 그것은 네온까지만 알려져 있습니다. 요소 10.
중성자 드립 라인은 전에 놀라움을 제공했습니다. 예를 들어, 산소 (요소 8)에 대한 16 개의 중성자에서 불소의 경우 22 중성자 (요소 9). 그 점프를 설명하기 위해, 이론가들은 핵의 양성자와 중성자 쌍뿐만 아니라 트리오들 사이에도 힘을 포함해야한다고 Sherrill은 말했다. 간과 된 물리학의 일부는 드립 라인이 네온 -34에서 나트륨 -39로 4 개의 중성자로 도약하는 이유를 설명 할 수 있습니다.
결과는 물리학 자의 목표를 복잡하게 할 수 있습니다. 핵이 방사성 베타 부패를 반복적으로 겪는 경우에도 핵이 폭발로부터 분출하는 중성자를 빠르게 흡수하기 때문에 철분 폭발보다 철분보다 무거운 모든 원소의 절반이 폭발로부터 빠르게 흡수되기 때문에 핵의 중성자가 전자를 뱉어 양성자로 변형시킨다. 그 과정에서 핵을 정확하게 식별하는 것은 미시간 주에있는 희귀 동위 원소 빔 (Frib)을위한 시설이라고 불리는 새로운 730 만 달러의 선형 가속기의 우선 순위입니다. 드립 라인이 더 멀리 있다면, 그 핵은 더 많은 중성자를 포함하고 만들기가 더 어려울 수 있다고 Sherrill은 말합니다.
5 월에 켜진 Frib의 첫 번째 결과는 나트륨 -39 근처의 핵을 조사합니다. 그곳에서 연구원들은 칼슘 -48의 빔을 파쇄하여 마그네슘, 알루미늄, 실리콘 및 인의 중성자가 풍부한 동위 원소를 생성하여 나트륨을 따르는 요소 (Beta Defay)를 얼마나 빨리 부패하는지 측정했다. . Lawrence Berkeley National Laboratory의 핵 물리학 자이자 수석 저자 인 Heather Crawford는 모델에게 알리는 또 다른 Tidbit에서 마그네슘 -38의 반감기는 놀랍게도 짧았다 고 말합니다.
Crawford의 실험의 경우 Frib은 Riken 연구에서와 같이 강렬한 빔 1-Twelfth를 생산했습니다. 몇 년 안에 Frib은 빔 강도를 400 배 증가시켜 중성자 드립 라인을 차트에서 더 멀리 추적 할 수 있다고 Crawford는 지적했다. "Frib가 전력이 증가함에 따라 이것이 내가 기대하는 첫 번째 것 중 하나입니다."
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