Forskere knekker hemmeligheten bak halokjernene!

Forskere knekker hemmeligheten bak halokjernene!

Forskere fra flere institusjoner har med suksess testet en ny metode for å analysere halokjerner. Gruppen består av forskere fra Johannes Gutenberg University Mainz, Texas A&M University, Brookhaven National Laboratory, Michigan State University og University of Surrey. Denne metoden, kjent som ratio-metoden, har blitt bevist eksperimentelt og publisert i det anerkjente tidsskriftet Gjennomgå fysikkbrev publisert.

Halokjerner, en klasse av atomkjerner, er preget av størrelse og ustabile egenskaper. Et eksempel er beryllium-11, hvis halveringstid er bare 13 sekunder. Disse kjernene har potensial til å løsrive seg fra ett eller to nøytroner, og danner en diffus halo rundt en kompakt kjerne.

Forholdsmetoden i detalj

Forholdsmetoden ble opprinnelig utviklet i 2011 av Pierre Capel, Ronald C. Johnson og Filomena M. Nunes. Målet med denne metoden er å nøyaktig bestemme strukturen til halokjernene ved å analysere forholdet mellom deres sprednings- og forfallsvinkeltverrsnitt. Dette gjør at eksperimentelle påvirkninger kan minimeres, noe som resulterer i større nøyaktighet.

Det var avgjørende for det eksperimentelle teamet å lage beryllium-11 ved Texas A&M University. De kolliderte deretter denne isotopen med karbon-12. Resultatene viste at sprednings- og forfallstverrsnittene har lignende egenskaper, noe som bekreftet gyldigheten av forholdsmetoden.

Utsikter og fremtidige eksperimenter

Som en del av forskningen deres planlegger forskerne å også undersøke karbon-19. Disse fremtidige eksperimentene skal muliggjøre en mer nøyaktig bestemmelse av separasjonsenergien og gi verdifull informasjon om halostrukturen. Det tilknyttede eksperimentet vil finne sted ved FRIB (Facility for Rare Isotope Beams), som regnes som den kraftigste tungioneakseleratoren og i stor grad drives av Michigan State University.

I tillegg forventes data fra FRIB-eksperimentet å bidra til samtidig måling av elastisk spredning og forfallstverrsnitt for karbon-19. Dette kan gi viktig innsikt i egenskapene til karbon-18, karbon-19 og bor-18. Prosjektet er finansiert av U.S. Department of Energy (DOE) og dets Office of Science, som fungerer som den største støttespilleren for grunnforskning innen fysiske vitenskaper i USA.

Forholdsmetoden representerer dermed et betydelig fremskritt innen kjernefysikk da den muliggjør forbedret nøyaktighet i analysen av ustabile isotoper. Den samlede kompetansen til de deltakende institusjonene lover å kaste lys over grunnleggende spørsmål innen kjernefysisk astrofysikk og grunnleggende interaksjoner.