A FRIB öt új izotópot talált platinatöredékekben – Physics World

Az Egyesült Államok fizikusai nehéz ionok ütköztetésével öt eddig nem látott nukleáris izotópot hoztak létre. Által vezetett Oleg Tarasov a Michigan Állami Egyetemen a csapat azonosította a platina-198 széttöredezése során keletkezett törmelék magjait.

A fizikusok közel 300 természetben előforduló izotópot ismernek, ezek közül körülbelül 250 stabil. A kutatók körülbelül 3000 rövid élettartamú izotópot is létrehoztak olyan laboratóriumokban, mint a Facility for Rare Isotope Beams (FRIB), amely a Michigan State University gyorsító alapú intézete.

Rövid életű izotópok a természetben is előfordulnak olyan heves asztrofizikai eseményekben, mint a szupernóvák és a neutroncsillagok egyesülése. Ezekben az eseményekben úgy gondolják, hogy ezen izotópok némelyike ​​részt vesz a gyors neutronbefogási folyamatban (r-folyamat), amely nehéz elemeket, például aranyat termel.

Apró töredék

"A természetes izotópok száma a lehetséges izotópok elenyésző töredéke, és csak egy töredéke annak a számnak, amely aktív magreakciókkal járó, szélsőséges asztrofizikai környezetben létezik" - magyarázza Tarasov. „Alapvető kérdés: milyen protonok és neutronok kombinációi alkothatnak atommagot vagy ritka izotópot?”

A kérdés megválaszolása a FRIB egyik célja, amely izotópokat hoz létre nehéz ionsugarak 200 MeV-ig terjedő energiájú célpontokba törésével. A sugárteljesítmény legutóbbi növekedésének köszönhetően a létesítmény most arra készül, hogy soha nem látott hozzáférést biztosítson nehéz, neutronban gazdag izotópokhoz a nukleáris térkép még feltáratlan területein.

Tarasov csapata számára az egyik különösen érdekes régió az ólom-208-nál valamivel könnyebb izotópokat tartalmaz. Mostanáig ezeknek a magoknak a tanulmányozása kihívást jelentett a kísérletek alacsony termelési hozama, valamint a különböző magok megkülönböztetésének nehézsége miatt.

A lövedék töredezettsége

A FRIB segítségével „a protonnál jóval több neutront tartalmazó nehéz izotópok állíthatók elő lövedékfragmentálással, ahol egy nehéz, stabil sugár, például a platina természetes izotópja a fénysebességgel feleannyival széncélponttá zúzódik” – magyarázza Tarasov.

Az új izotópok felkutatása érdekében a kutatóknak kettős feladattal kellett szembenézniük: a fragmentációs törmeléket a benne lévő különböző izotópok szerint kell szétválogatni, és minden izotópot egyértelműen azonosítani. Ezeket a kihívásokat az Advanced Rare Isotope Separator (ARIS) segítségével sikerült leküzdeni a FRIB-nél.

Összességében a csapat fragmentációs kísérlete öt különböző izotópot eredményezett a tulium, az itterbium és a lutécium elemekből, amelyeket korábban soha nem figyeltek meg.

„Ezeknek az izotópoknak a sikeres azonosítása megmutatja az ARIS fragmensleválasztó nagy felbontású képességeit és a periódusos rendszer nagy Z-tartományában a jövőbeni felfedezések lehetőségét, különösen a sugárintenzitás növekedésével” – mondja Tarasov.

A csapat biztos abban, hogy eredményei csak a kezdetét jelentik a fragmentációs kísérletek izgalmas új korszakának. „Ez kevesebb, mint egy évvel a FRIB-műveletek megkezdése után valósult meg, és nagy tudományos potenciállal kecsegtet, ha hasonló méréseket végeznek ólom- és uránfragmentálással” – folytatja Tarasov.

A jövőbeni kísérletekben Tarasov és munkatársai 126 neutront tartalmazó atommagok előállítását tűzik ki célul. Ez egy „bűvös szám”, és ezek az atommagok várhatóan stabilabbak lesznek, mint szomszédaik a nukleáris diagramon. Ez fontos célponttá teszi őket az asztrofizikusok számára az r-folyamattal kapcsolatos tanulmányaik során. Így a jövőbeli kutatások segítségével jobban megérthetjük az univerzumban található összes vasnál nehezebb elem körülbelül felének eredetét.

A kutatás leírása a Fizikai áttekintés betűk.

• SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Erősítse meg magát. Hozzáférés itt.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
• PlatoESG. Carbon, CleanTech, Energia, Környezet, Nap, Hulladékgazdálkodás. Hozzáférés itt.
• PlatoHealth. Biotechnológiai és klinikai vizsgálatok intelligencia. Hozzáférés itt.
• Forrás: https://physicsworld.com/a/frib-finds-five-new-isotopes-in-platinum-fragments/