Naukowcy odkrywają tajemnicę rdzeni halo!

Naukowcy odkrywają tajemnicę rdzeni halo!

Naukowcy z kilku instytucji pomyślnie przetestowali nową metodę analizy jąder halo. W skład grupy wchodzą naukowcy z Uniwersytetu Johannesa Gutenberga w Moguncji, Texas A&M University, Brookhaven National Laboratory, Michigan State University i University of Surrey. Metoda ta, zwana metodą ilorazową, została sprawdzona eksperymentalnie i opublikowana w renomowanym czasopiśmie Przejrzyj listy z fizyki opublikowany.

Jądra halo, klasa jąder atomowych, charakteryzują się rozmiarem i niestabilnymi właściwościami. Przykładem jest beryl-11, którego okres półtrwania wynosi tylko 13 sekund. Jądra te mają potencjał oderwania się od jednego lub dwóch neutronów, tworząc rozproszone halo wokół zwartego jądra.

Metoda proporcji w szczegółach

Metoda ilorazowa została pierwotnie opracowana w 2011 roku przez Pierre’a Capela, Ronalda C. Johnsona i Filomenę M. Nunes. Celem tej metody jest dokładne określenie struktury jąder halo poprzez analizę stosunku ich przekrojów kąta rozproszenia i zaniku. Pozwala to zminimalizować wpływy eksperymentalne, co skutkuje większą dokładnością.

Dla zespołu eksperymentalnego kluczowe znaczenie miało wytworzenie berylu-11 na Uniwersytecie Texas A&M. Następnie zderzyli ten izotop z węglem-12. Wyniki wykazały, że przekroje rozpraszania i zaniku mają podobne charakterystyki, co potwierdziło zasadność metody ilorazowej.

Perspektywy i przyszłe eksperymenty

W ramach swoich badań naukowcy planują także zbadać węgiel-19. Te przyszłe eksperymenty powinny umożliwić dokładniejsze określenie energii separacji i dostarczyć cennych informacji na temat struktury halo. Powiązany eksperyment odbędzie się w FRIB (Ośrodku Rare Isotope Beams), który jest uważany za najpotężniejszy akcelerator ciężkich jonów i jest w dużej mierze obsługiwany przez Michigan State University.

Ponadto oczekuje się, że dane z eksperymentu FRIB przyczynią się do jednoczesnego pomiaru przekrojów poprzecznych rozpraszania elastycznego i rozpadu węgla-19. Może to dostarczyć ważnych informacji na temat właściwości węgla-18, węgla-19 i boru-18. Projekt jest finansowany przez Departament Energii Stanów Zjednoczonych (DOE) i jego Biuro Naukowe, które jest największym podmiotem wspierającym badania podstawowe w naukach fizycznych w Stanach Zjednoczonych.

Metoda ilorazowa stanowi zatem znaczący postęp w fizyce jądrowej, ponieważ umożliwia większą dokładność analizy niestabilnych izotopów. Połączona wiedza fachowa uczestniczących instytucji może rzucić światło na podstawowe pytania z zakresu astrofizyki jądrowej i podstawowych interakcji.