Suche
Mein Konto
طفرة في الأبحاث النووية: الهيليوم Muonic-3 يكشف الأسرار!
حقق فريق بحث JGU Mainz نصف قطر شحنة دقيق للهيليوم الميوني 3، المنشور في مجلة Science.
طفرة في الأبحاث النووية: الهيليوم Muonic-3 يكشف الأسرار!
حقق فريق بحثي بقيادة البروفيسور الدكتور راندولف بول من جامعة يوهانس جوتنبرج ماينز تقدما كبيرا في قياس الخصائص الأساسية للنوى الذرية. وفي التجارب التي أجريت في معهد بول شيرير في سويسرا، تمكن العلماء من قياس نصف قطر شحنة الهيليوم الميوني -3 بدقة غير مسبوقة. نُشرت نتائج هذه الدراسة في 23 مايو 2025 في مجلة Science الشهيرة تقارير uni-mainz.de.
ويختلف الهيليوم-3 العضلي، الذي يتكون من بروتونين ونيوترون، بشكل كبير عن الهيليوم العادي لأنه يتم استبدال الإلكترون بميون. وهذا الميون أثقل بنحو 200 مرة من الإلكترون، ويسمح بقياسات أكثر دقة للبنية النووية لأن كتلته الكبيرة تزيد من تداخل الدالة الموجية مع النواة. القيمة المحددة حديثًا لنصف قطر شحنة الهيليوم الميوني -3 هي 1.97007 ± 0.00097 فيمتومتر، مما يجعلها أكثر دقة بخمسة عشر مرة من القياسات السابقة. arxiv.org.
القياسات الدقيقة ومعناها
يعد البحث لتحديد نصف قطر الشحنة ذا أهمية مركزية لأن القيم الدقيقة للنواة الذرية ضرورية لتحديد الثوابت الأساسية للطبيعة والبحث عن ظواهر فيزيائية جديدة. أظهرت النتائج توافقًا جيدًا بين قياسات الهيليوم الميوني 3 والنتائج السابقة التي تم الحصول عليها على الهيليوم العادي في أمستردام. كما تم تحديد الاختلافات بين نصف قطر شحنة الهيليوم-3 والهيليوم-4 بدقة، مما يشير إلى الدقة العالية للمنهجية.
أظهر الفريق، الذي يضم العلماء البروفيسور الدكتور سونيا باكا والبروفيسور الدكتور مارك فاندرهايغن والدكتورة فرانزيسكا هاغلستين، تعاونًا وثيقًا في مجموعة PRISMA+ للتميز من خلال الجمع بين الحسابات النظرية والبيانات التجريبية. وتشمل الخطط المستقبلية فحص النوى الذرية من الليثيوم إلى النيون باستخدام أنواع جديدة من أجهزة الكشف عن الأشعة السينية لتحقيق نتائج أكثر دقة.
المقارنة بنتائج الأبحاث الأخرى
ويأتي القياس الجديد لنصف قطر شحنة الهيليوم-3 في سياق البحث النشط في بنية النوى الذرية. لقد أثبت التحليل الطيفي بالليزر على وجه الخصوص أنه أداة قيمة، ليس فقط للهيدروجين، ولكن أيضًا للديوتيريوم ونظائر الهيليوم الأخرى. وينطبق هذا أيضًا على قياسات الديوتيريوم الميوني والهيليوم الميوني -4، والتي يتم تحليل البيانات منها حاليًا، مثل تقارير mpg.de.
إن دقة نصف قطر الشحنة الجديدة للهليوم-3 لها أيضًا دور مهم في تسجيل النقاط المعيارية، وهو أمر مهم للنظريات التي تحتوي على عدد قليل من النيوكليونات. على وجه الخصوص، سيكون الجمع بين هذه القياسات والعمل السابق على بنية الهيليوم 4 والنوى الخفيفة الأخرى أمرًا حاسمًا لمزيد من تحسين النماذج الفيزيائية.