FRIB обнаружил пять новых изотопов во фрагментах платины

Столкнувшись с тяжелыми ионами, физики в США создали пять ранее невиданных ядерных изотопов. Под руководством Олег Тарасов В Университете штата Мичиган команда определила ядра в обломках, образовавшихся в результате фрагментации платины-198.

Физикам известно около 300 встречающихся в природе изотопов, из которых около 250 стабильны. Исследователи также создали около 3000 короткоживущих изотопов в таких лабораториях, как Установка для пучков редких изотопов (FRIB), которая представляет собой институт на базе ускорителей Мичиганского государственного университета.

Короткоживущие изотопы также естественным образом возникают в результате сильных астрофизических событий, таких как сверхновые и слияния нейтронных звезд. Считается, что в этих событиях некоторые из этих изотопов участвуют в процессе быстрого захвата нейтронов (r-процесс), в результате которого образуются тяжелые элементы, такие как золото.

Мелкая фракция

«Количество природных изотопов — это ничтожная доля возможных изотопов и ничтожная доля того количества, которое существует в экстремальных астрофизических средах с активными ядерными реакциями», — объясняет Тарасов. «Фундаментальный вопрос: какие комбинации протонов и нейтронов могут образовать атомное ядро ​​или редкий изотоп?».

Ответ на этот вопрос является одной из целей FRIB, которая создает изотопы, направляя пучки тяжелых ионов в мишени с энергией до 200 МэВ. Благодаря последнему увеличению мощности пучка установка теперь готова обеспечить беспрецедентный доступ к тяжелым, богатым нейтронами изотопам в еще неисследованных областях ядерной карты.

Для команды Тарасова одна область, представляющая особый интерес, содержит изотопы немного легче свинца-208. До сих пор эти ядра было сложно изучать из-за низкой продуктивности в экспериментах в сочетании со сложностью различения разных ядер.

Фрагментация снаряда

С помощью FRIB «тяжелые изотопы, в которых нейтронов намного больше, чем протонов, могут быть получены путем фрагментации снаряда, когда тяжелый стабильный луч, такой как природный изотоп платины, врезается в углеродную мишень на скорости, половинной скорости света», — объясняет Тарасов.

Чтобы найти новые изотопы, перед исследователями стояла двойная задача: отсортировать осколки по различным изотопам, которые они содержат, и однозначно идентифицировать каждый изотоп. Эти проблемы были преодолены с помощью усовершенствованного сепаратора редких изотопов (ARIS) во FRIB.

В общей сложности эксперимент по фрагментации позволил получить пять различных изотопов элементов тулия, иттербия и лютеция, которые никогда раньше не наблюдались.

«Успешная идентификация этих изотопов демонстрирует возможности сепаратора фрагментов ARIS с высоким разрешением и его потенциал для будущих открытий в области с высоким Z таблицы Менделеева, особенно по мере увеличения интенсивности пучка», — говорит Тарасов.

Команда уверена, что ее результаты — это только начало новой захватывающей эры экспериментов по фрагментации. «Это было сделано менее чем через год после начала работы FRIB и обещает большой научный потенциал при проведении аналогичных измерений с фрагментацией свинца и урана», — продолжает Тарасов.

В будущих экспериментах Тарасов и его коллеги будут стремиться получить ядра, содержащие 126 нейтронов. Это «магическое число», и ожидается, что эти ядра будут более стабильными, чем их соседи по ядерной карте. Это делает их важной мишенью для астрофизиков в исследованиях r-процесса. Таким образом, будущие исследования могут дать нам лучшее понимание происхождения примерно половины всех элементов во Вселенной тяжелее железа.

Исследование описано в Physical Review Letters,.

• SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
• PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
• ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
• ПлатонЭСГ. Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
• ПлатонЗдоровье. Биотехнологии и клинические исследования. Доступ здесь.
• Источник: https://physicsworld.com/a/frib-finds-five-new-isotopes-in-platinum-fragments/