Fizica nucleară Când nucleele atomice se îngrașă prea mult - spectrul științei
Fizica nucleară: când nucleele atomice se îngrașă prea mult
Într-o stare sănătoasă, litiul cu cei trei protoni și trei sau patru neutroni din nucleu este subțire. Elementul își face un nume doar ocazional, când discuția despre un viitor reactor de fuziune nucleară atinge din nou nivelul atomic. În el, se spune că litiul-6, care are trei neutroni în această variantă de izotop, se descompune în heliu și râvnitul tritiu sub bombardament cu neutroni. Cu alte cuvinte, un fel de conservă de tritiu care așteaptă un mare viitor ca furnizor de combustibil pentru centralele electrice de fuziune.
Dar și litiul poate arăta diferit. Aproape ca o consecință a societății bogate - deoarece doar o astfel de societate își poate permite să producă nuclee atomice artificiale - crește în masă și domeniu. Și îngrijit. Litiul obez-11 este atât de gros încât miezul său are dimensiunea unui miez de plumb. Este supraîncărcat cu cei opt neutroni până la limita a ceea ce este acceptabil din punct de vedere fizic și nici măcar nu are toate particulele adăpostite în mod corespunzător în el. Doi dintre neutroni se învârt în jurul nucleului real, unde formează ceva similar cu o „atmosferă”, motiv pentru care fizicienii vorbesc despre un nucleu de halo.
Litiul-11 nu este singurul nucleu de halo cunoscut, dar este cel mai mare și mai fragil și, prin urmare, obiectul preferat al oamenilor de știință curioși, care ar dori să știe ce ține inestetica plută de salvare de pe Pummelchen. Nu este o sarcină ușoară, deoarece doi neutroni și un nucleu adună până la trei particule - iar fizicienii teoretici au dificultăți în principiu cu problema celor trei corpuri. Indiferent dacă planetele, copiii mici sau fragmentele atomice - comportamentul a trei corpuri care se influențează reciproc nu poate fi previzionat analitic. Părinții și alți jongleri știu acest lucru.
Dacă stațiile de lucru cu hârtie și multi-core nu funcționează, fizicienii sunt obligați să recurgă la o experimentare simplă, iar asta înseamnă cu atomi: lovim lucrul de un perete și vedem ce se întâmplă cu molozul. Nu este un gând rău, dar încă o dată Lithium-11 stă în picioare. Pachetul de bucurie este aparent sensibil și uneori se dezintegrează chiar înainte de obiectiv. În astfel de circumstanțe, măsurătorile care până acum au fost greu de utilizat au reușit să dezvăluie ceva despre jocul forțelor la nivel subatomic.
Până când o echipă japoneză condusă de Takashi Nakamura de la Tokyo Institute of Technology a luat-o pe Dickmann. Cercetătorii au introdus două îmbunătățiri principale în experimentele lor: au instalat doi detectori de neutroni în loc de falange, astfel încât absolut niciun neutron să nu scape de ei. Și s-au asigurat că niciun electron nu poate declanșa două semnale în moduri ciudate.
Recompensa pentru efortul lor a fost o creștere clară a curbei lor de măsurare. Cu o energie absorbită de 0,6 megaelectron volți, litiul-11 a zburat deja. Niciun nucleu atomic normal nu s-ar rupe în aceste circumstanțe, doar nucleele halo sunt atât de sensibile. Aceasta a fost prima dată când această valoare a fost determinată atât de precis încât a fost suficientă pentru calcule teoretice. Cu ajutorul lor, suspiciunea unor fizicieni a particulelor a fost confirmată: există o interacțiune puternică între cei doi halo neutroni. Aceasta este una dintre forțele fundamentale ale naturii care ține împreună particulele de bază. Și cu atât mai mult, cu atât se îndepărtează mai mult unul de celălalt. La fel ca o bandă de cauciuc, forța crește odată cu creșterea distanței - până când se rupe la un moment dat.
Secretele nucleelor de halo supraponderale nu sunt în niciun caz clarificate de aceste rezultate. Dar s-a găsit cel puțin o modalitate de a ocoli practic problema cu trei corpuri teoretic de nerezolvat pentru aceste specii exotice. Chiar dacă, desigur, acesta nu este un răspuns satisfăcător la întrebarea: de ce în lume faceți deloc miezuri atât de groase?
S-ar putea să vă intereseze și: Spectrum Compact: Nucleul atomic