Подпишитесь на нашу ежедневную рассылку с новыми материалами

Наука


Физики CERN впервые измерили массу экзотических ядер кальция, "перегруженных" нейтронами, и обнаружили новое "магическое число" - число нейтронов, которое делает ядра более стабильными - это поможет ученым в синтезе новых сверхтяжелых элементов, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

Таблица нуклидов с указанными магическими числами. Изображение Wikipedia
Таблица нуклидов с указанными магическими числами. Изображение Wikipedia
 
Ядро атома может быть более или менее устойчивым в зависимости от того, заполнены ли до конца оболочки из нейтронов и протонов. Если оболочки заполнены, то ядро более устойчиво. Таким образом, изотопы с ядрами, содержащими определенное количество нейтронов и протонов - "магические числа" - могли существовать достаточно долго. До сих пор ученым было известно только семь магических чисел - 2, 8, 20, 28, 50, 82 и 126.
 
Участники эксперимента ISOLTRAP получили ядра экзотических изотопов кальция - кальция-53 и кальция-54, которые содержат 33 и 34 нейтрона. Обычно массу короткоживущих ядер измеряют с помощью специальной магнитной ловушки, но для изотопов кальция это оказалось невозможно. Поэтому ученые использовали специальный масс-спектрометр, где ядра перемещались взад-вперед между электростатическими "зеркалами" - по времени пролета и была измерена их масса с точностью 0,001%.

Отклонение массы от ожидаемой - "дефект массы", связанный с энергией взаимодействия в ядре, позволило ученым определить, насколько устойчиво ядро к распаду. В результате было доказано, что существует новое магическое число - 32. Такое число нейтронов содержится в ядре кальция-52, масса которого была измерена в прежних экспериментах.
 
"С энергией связи в оболочке около 4 мегаэлектронвольт новое открытие для кальция-52 сопоставимо с открытием всей классической теории магических чисел", - говорит Клаус Блаум, руководитель группы ISOLTRAP. Этот результат поможет физикам проникнуть на "остров стабильности" - то есть получить нейтронно избыточные ядра сверхтяжелых элементов, которые согласно теории "магических чисел" могут быть долгоживущими. 
Нужные услуги в нужный момент