Οι επιστήμονες έσπασαν το μυστικό των πυρήνων του φωτοστέφανου!

Οι επιστήμονες έσπασαν το μυστικό των πυρήνων του φωτοστέφανου!

Επιστήμονες από διάφορα ιδρύματα δοκίμασαν με επιτυχία μια νέα μέθοδο για την ανάλυση των πυρήνων του φωτοστέφανου. Η ομάδα αποτελείται από ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Johannes Gutenberg Mainz, το Texas A&M University, το Brookhaven National Laboratory, το Michigan State University και το University of Surrey. Αυτή η μέθοδος, γνωστή ως μέθοδος αναλογίας, έχει αποδειχθεί πειραματικά και έχει δημοσιευτεί στο φημισμένο περιοδικό Ανασκόπηση επιστολών φυσικής δημοσιευμένο.

Οι πυρήνες halo, μια κατηγορία ατομικών πυρήνων, χαρακτηρίζονται από το μέγεθος και τις ασταθείς ιδιότητές τους. Ένα παράδειγμα είναι το βηρύλλιο-11, του οποίου ο χρόνος ημιζωής είναι μόνο 13 δευτερόλεπτα. Αυτοί οι πυρήνες έχουν τη δυνατότητα να αποσπαστούν από ένα ή δύο νετρόνια, σχηματίζοντας ένα διάχυτο φωτοστέφανο γύρω από έναν συμπαγή πυρήνα.

Αναλυτικά η μέθοδος αναλογίας

Η μέθοδος αναλογίας αναπτύχθηκε αρχικά το 2011 από τους Pierre Capel, Ronald C. Johnson και Filomena M. Nunes. Ο στόχος αυτής της μεθόδου είναι να προσδιορίσει με ακρίβεια τη δομή των πυρήνων του αλογόνου αναλύοντας την αναλογία των διατομών της γωνίας σκέδασης και διάσπασής τους. Αυτό επιτρέπει την ελαχιστοποίηση των πειραματικών επιρροών, με αποτέλεσμα μεγαλύτερη ακρίβεια.

Ήταν ζωτικής σημασίας για την πειραματική ομάδα να δημιουργήσει το βηρύλλιο-11 στο Πανεπιστήμιο A&M του Τέξας. Στη συνέχεια συγκρούστηκαν αυτό το ισότοπο με τον άνθρακα-12. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι διατομές σκέδασης και αποσύνθεσης έχουν παρόμοια χαρακτηριστικά, γεγονός που επιβεβαίωσε την εγκυρότητα της μεθόδου αναλογίας.

Προοπτικές και μελλοντικά πειράματα

Ως μέρος της έρευνάς τους, οι επιστήμονες σχεδιάζουν να εξετάσουν επίσης τον άνθρακα-19. Αυτά τα μελλοντικά πειράματα θα επιτρέψουν τον ακριβέστερο προσδιορισμό της ενέργειας διαχωρισμού και θα παρέχουν πολύτιμες πληροφορίες για τη δομή του φωτοστέφανου. Το σχετικό πείραμα θα λάβει χώρα στο FRIB (Facility for Rare Isotope Beams), το οποίο θεωρείται ο πιο ισχυρός επιταχυντής βαρέων ιόντων και λειτουργεί σε μεγάλο βαθμό από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν.

Επιπλέον, τα δεδομένα από το πείραμα FRIB αναμένεται να συμβάλουν στην ταυτόχρονη μέτρηση των διατομών ελαστικής σκέδασης και αποσύνθεσης για τον άνθρακα-19. Αυτό θα μπορούσε να παρέχει σημαντικές πληροφορίες για τις ιδιότητες του άνθρακα-18, του άνθρακα-19 και του βορίου-18. Το έργο χρηματοδοτείται από το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ (DOE) και το Γραφείο Επιστημών του, το οποίο λειτουργεί ως ο μεγαλύτερος υποστηρικτής της βασικής έρευνας στις φυσικές επιστήμες στις Ηνωμένες Πολιτείες.

Η μέθοδος αναλογίας αντιπροσωπεύει επομένως μια σημαντική πρόοδο στην πυρηνική φυσική καθώς επιτρέπει βελτιωμένη ακρίβεια στην ανάλυση ασταθών ισοτόπων. Η συνδυασμένη τεχνογνωσία των συμμετεχόντων ιδρυμάτων υπόσχεται να ρίξει φως σε θεμελιώδη ερωτήματα στην πυρηνική αστροφυσική και στις θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις.