Forskare knäcker hemligheten med halo-kärnorna!

Forskare knäcker hemligheten med halo-kärnorna!

Forskare från flera institutioner har framgångsrikt testat en ny metod för att analysera halogenor. Gruppen består av forskare från Johannes Gutenberg University Mainz, Texas A&M University, Brookhaven National Laboratory, Michigan State University och University of Surrey. Denna metod, känd som ratio-metoden, har bevisats experimentellt och publicerad i den välrenommerade tidskriften Granska fysikbokstäver publiceras.

Halo kärnor, en klass av atomkärnor, kännetecknas av sin storlek och instabila egenskaper. Ett exempel är beryllium-11, vars halveringstid bara är 13 sekunder. Dessa kärnor har potential att bryta sig loss från en eller två neutroner och bilda en diffus halo runt en kompakt kärna.

Förhållandemetoden i detalj

Förhållandemetoden utvecklades ursprungligen 2011 av Pierre Capel, Ronald C. Johnson och Filomena M. Nunes. Syftet med denna metod är att exakt bestämma strukturen av halonkärnorna genom att analysera förhållandet mellan deras spridnings- och avklingningsvinkeltvärsnitt. Detta gör att experimentella influenser kan minimeras, vilket resulterar i större noggrannhet.

Det var avgörande för experimentteamet att skapa beryllium-11 vid Texas A&M University. De kolliderade sedan denna isotop med kol-12. Resultaten visade att spridnings- och sönderfallstvärsnitten har liknande egenskaper, vilket bekräftade giltigheten av förhållandemetoden.

Utsikter och framtida experiment

Som en del av sin forskning planerar forskarna att även undersöka kol-19. Dessa framtida experiment bör möjliggöra en mer exakt bestämning av separationsenergin och ge värdefull information om halostrukturen. Det associerade experimentet kommer att äga rum vid FRIB (Facility for Rare Isotope Beams), som anses vara den mest kraftfulla tunga jonacceleratorn och till stor del drivs av Michigan State University.

Dessutom förväntas data från FRIB-experimentet bidra till den samtidiga mätningen av elastisk spridning och sönderfallstvärsnitt för kol-19. Detta skulle kunna ge viktiga insikter om egenskaperna hos kol-18, kol-19 och bor-18. Projektet finansieras av U.S. Department of Energy (DOE) och dess Office of Science, som fungerar som den största stödjaren av grundforskning inom fysikaliska vetenskaper i USA.

Förhållandemetoden representerar således ett betydande framsteg inom kärnfysik eftersom den möjliggör förbättrad noggrannhet i analysen av instabila isotoper. Den samlade expertisen från de deltagande institutionerna lovar att belysa grundläggande frågor inom kärnastrofysik och grundläggande interaktioner.