العلماء يفككون سر نوى الهالة!

العلماء يفككون سر نوى الهالة!

نجح علماء من عدة مؤسسات في اختبار طريقة جديدة لتحليل نوى الهالة. تتكون المجموعة من باحثين من جامعة يوهانس جوتنبرج ماينز، وجامعة تكساس إيه آند إم، ومختبر بروكهافن الوطني، وجامعة ولاية ميشيغان، وجامعة ساري. وقد تم إثبات هذه الطريقة، المعروفة بطريقة النسبة، تجريبيا ونشرت في المجلة المشهورة مراجعة رسائل الفيزياء نشرت.

تتميز نوى الهالة، وهي فئة من النوى الذرية، بحجمها وخصائصها غير المستقرة. ومن الأمثلة على ذلك البريليوم 11، الذي يبلغ عمر النصف له 13 ثانية فقط. هذه النوى لديها القدرة على الانفصال عن نيوترون واحد أو اثنين، وتشكيل هالة منتشرة حول نواة مدمجة.

طريقة النسبة بالتفصيل

تم تطوير طريقة النسبة في الأصل في عام 2011 بواسطة بيير كابيل، ورونالد سي. جونسون، وفيلومينا إم نونيس. الهدف من هذه الطريقة هو تحديد بنية نوى الهالة بدقة من خلال تحليل نسبة المقاطع العرضية لزاوية التشتت والاضمحلال. وهذا يسمح بتقليل التأثيرات التجريبية، مما يؤدي إلى دقة أكبر.

كان من الأهمية بمكان بالنسبة للفريق التجريبي إنشاء البريليوم 11 في جامعة تكساس إيه آند إم. ثم اصطدموا هذا النظير بالكربون 12. أظهرت النتائج أن المقاطع العرضية للتشتت والاضمحلال لها خصائص متشابهة، مما يؤكد صحة طريقة النسبة.

التوقعات والتجارب المستقبلية

وكجزء من بحثهم، يخطط العلماء أيضًا لفحص الكربون 19. يجب أن تتيح هذه التجارب المستقبلية تحديدًا أكثر دقة لطاقة الفصل وتوفر معلومات قيمة حول بنية الهالة. سيتم إجراء التجربة المرتبطة بها في FRIB (مرفق حزم النظائر النادرة)، والذي يعتبر أقوى معجل للأيونات الثقيلة ويتم تشغيله إلى حد كبير من قبل جامعة ولاية ميشيغان.

بالإضافة إلى ذلك، من المتوقع أن تساهم البيانات المستمدة من تجربة FRIB في القياس المتزامن للتشتت المرن واضمحلال المقاطع العرضية للكربون-19. يمكن أن يوفر هذا رؤى مهمة حول خصائص الكربون 18، والكربون 19، والبورون 18. يتم تمويل المشروع من قبل وزارة الطاقة الأمريكية (DOE) ومكتب العلوم التابع لها، والذي يعد أكبر داعم للأبحاث الأساسية في العلوم الفيزيائية في الولايات المتحدة.

وبالتالي فإن طريقة النسبة تمثل تقدمًا كبيرًا في الفيزياء النووية لأنها تتيح تحسين الدقة في تحليل النظائر غير المستقرة. تعد الخبرة المشتركة للمؤسسات المشاركة بتسليط الضوء على الأسئلة الأساسية في الفيزياء الفلكية النووية والتفاعلات الأساسية.