FRIB descoperă cinci izotopi noi în fragmente de platină – Physics World

Prin ciocnirea ionilor grei, fizicienii din SUA au creat cinci izotopi nucleari nevăzuți anterior. Condus de Oleg Tarasov la Universitatea de Stat din Michigan, echipa a identificat nucleele din resturile produse de fragmentarea platinei-198.

Aproape 300 de izotopi naturali sunt cunoscuți de fizicieni, dintre care aproximativ 250 fiind stabili. Cercetătorii au creat, de asemenea, aproximativ 3000 de izotopi de scurtă durată în laboratoare precum Facility for Rare Isotope Beams (FRIB), care este un institut bazat pe accelerator de la Universitatea de Stat din Michigan.

Izotopii cu viață scurtă apar și în mod natural în evenimente astrofizice violente, cum ar fi fuziunile supernovelor și stelelor neutronice. În aceste evenimente, se crede că unii dintre acești izotopi sunt implicați în procesul rapid de captare a neutronilor (procesul r), care produce elemente grele, cum ar fi aurul.

Fracție mică

„Numărul de izotopi naturali este o mică parte din posibilii izotopi și o mică parte din numărul care există în medii astrofizice extreme cu reacții nucleare active”, explică Tarasov. „O întrebare fundamentală este: ce combinații de protoni și neutroni pot forma un nucleu atomic sau un izotop rar?”.

Răspunsul la această întrebare este unul dintre obiectivele FRIB, care creează izotopi prin zdrobirea fasciculelor de ioni grei în ținte la energii de până la 200 MeV. Datorită celei mai recente creșteri a puterii fasciculului, instalația este acum gata să ofere un acces fără precedent la izotopi grei și bogați în neutroni în regiuni încă neexplorate ale hărții nucleare.

Pentru echipa lui Tarasov, o regiune de interes deosebit conține izotopi puțin mai ușori decât plumbul-208. Până acum, aceste nuclee s-au dovedit dificil de studiat din cauza randamentelor scăzute de producție în experimente, combinate cu dificultatea de a distinge diferitele nuclee.

Fragmentarea proiectilelor

Cu FRIB, „izotopii grei cu mult mai mulți neutroni decât protoni pot fi produși prin fragmentarea proiectilelor, în care un fascicul greu stabil, cum ar fi un izotop natural de platină, este zdrobit într-o țintă de carbon la jumătate din viteza luminii”, explică Tarasov.

Pentru a găsi noi izotopi, cercetătorii s-au confruntat cu o sarcină dublă: să sorteze resturile de fragmentare în funcție de diferiții izotopi pe care îi conține și să identifice fără ambiguitate fiecare izotop. Aceste provocări au fost depășite folosind Advanced Rare Isotope Separator (ARIS) de la FRIB.

În total, experimentul de fragmentare al echipei a dat cinci izotopi diferiți ai elementelor tuliu, iterbiu și lutețiu, care nu fuseseră niciodată observați înainte.

„Identificarea cu succes a acestor izotopi arată capabilitățile de înaltă rezoluție ale separatorului de fragmente ARIS și potențialul său pentru descoperiri viitoare în regiunea Z înalt a tabelului periodic, mai ales pe măsură ce intensitatea fasciculului crește”, spune Tarasov.

Echipa este încrezătoare că rezultatele sale sunt doar începutul unei noi ere interesante pentru experimentele de fragmentare. „Acest lucru a fost realizat la mai puțin de un an de la începutul operațiunilor FRIB și promite un potențial științific mare atunci când se efectuează măsurători similare cu fragmentarea plumbului și a uraniului”, continuă Tarasov.

În experimentele viitoare, Tarasov și colegii își vor propune să producă nuclee care conțin 126 de neutroni. Acesta este un „număr magic” și se așteaptă ca aceste nuclee să fie mai stabile decât vecinii lor din diagrama nucleară. Acest lucru le face o țintă importantă pentru astrofizicieni în studiile lor asupra procesului r. Deci, cercetările viitoare ne-ar putea oferi o mai bună înțelegere a originii a aproximativ jumătate din toate elementele din univers mai grele decât fierul.

Cercetarea este descrisă în Scrisori de recenzie fizică.

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Împuterniciți-vă. Accesați Aici.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Mediu inconjurator, Solar, Managementul deșeurilor. Accesați Aici.
• PlatoHealth. Biotehnologie și Inteligență pentru studii clinice. Accesați Aici.
• Sursa: https://physicsworld.com/a/frib-finds-five-new-isotopes-in-platinum-fragments/