گواهی بر عدد جادویی هسته ای جدید

گواهی بر عدد جادویی هسته ای جدید
محققان یک گام به فهم هسته اتم ناپایدار نزدیک تر شدند. یک تیم از محققان از RIKEN، دانشگاه توکیو و موسسات دیگر در ژاپن و ایتالیا گواهی برای عدد جادویی هسته ای جدید در ایزوتوپ ناپایدار، پرتوزا ⁵⁴Ca تهیه کرده اند. در مطالعه منتشر شده در ژورنال Nature آنها نشان دادند که ⁵⁴Ca اولین هسته شناخته شده با 34 نوترون است که N=34 یک عدد جادویی می باشد.
http://www.uplooder.net/img/image/12...1b3/mnvjhb.jpg
DALI2 آرایش آشکارساز گاما پرتو گاما در کارخانه باریکه ایزوتوپ رادیواکتیو، ژاپن، که برای استنتاج انرژی های ترازهای برانگیخته هسته ای گزارش شده در مطالعه حاضر استفاده شد.
پروتون ها و نوترون های داخل هسته اتمی ساختار پوسته ای را به روشی شبیه به الکترون ها در اتم نمایش می دهند. برای هسته های بطور طبیعی پایدار، این پوسته های هسته ای بطور کامل پر می شوند وقتی تعداد پروتون ها یا تعداد نوترون ها برابر با اعداد جادویی 2،8،20،28،50،82 یا 126 باشد.
هرچند، این اخیرا نشان داده شده است که اعداد جادویی مرسوم، که تصور می شد قوی و مشترک برای همه هسته ها باشد، می تواند در واقع تغییر در هسته ناپایدار، پرتوزا باشد که یک ناتوازنی بزرگ از پروتون ها و نوترون ها دارد.
در مطالعه حاضر توسط David Steppenbeck که از مرکز مطالعه هسته ای رهبری شد، دانشگاه توکیو، تیم محققان روی ⁵⁴Ca متمرکز شدند، که 20 پروتون و 34 نوترون در هسته اش دارد. آنها قادر بودند این هسته ها را مطالعه کنند با کمک از کارخانه باریکه ایزوتوپ پرتوزا (RIBF) در RIKEN ، که شدیدترین باریکه های موجود در جهان را تولید می کند.
در آزمایش آنها، یک باریکه پرتوزای ترکیب شده از هسته های متحرک اسکاندیوم 55 و تیتانیوم 56 در حدود 60% سرعت نور، انتخاب شده و بوسیله جداساز قطعه ای BigRIPS، بخشی از RIBF، خالص شدند. باریکه پرتوزا روی هدف ساخته شده از بریلیوم متمرکز شده بود. داخل این هدف، تکه تکه شدن پرتابه از هسته های 55Sc و 56Ti اتفاق می افتد، هسته های پرتوزای جدید بیشماری می سازد، بعضی از این ها در حالت های برانگیخته هستند. محققان انرژی ؟ پرتو گسیل شده از حالات برانگیخته هسته های پرتوزا با استفاده از یک آرایش 186 تایی آشکارساز حول هدف واکنش را اندازه گرفتند.
http://www.uplooder.net/img/image/58...b3/nbvngfc.jpg
سیکلوترون حلقوی ابررسانا در کارخانه باریکه ایزوتوپ پرتوزا، ژاپن، که برای شتاب باریکه هسته ای روی-70 گطارش شده در مطالعه حاضر استفاده شد.

نتایج آزمایش نشان داد که اولین حالت برانگیخته ⁵⁴Ca در انرژی نسبتا بالایی قرار می گیرد، که مشخصه شکاف پوسته ای هسته ای بزرگ است، پس نشان می دهد که N=34 در ⁵⁴Ca یک عدد جادویی جدید است، همانطور که از نظر تئوری توسط گروه دانشگاه توکیو در سال 2001 پیش بینی شده بود. با انجام یک مقایسه جزیی تر برای تئوری هسته ای محققان قادر بودند نشان دهند که عدد جادویی N=34 به همان اندازه شکاف های پوسته ای هسته ای دیگر قابل توجه است.
David Steppenbeck توضیح می دهد" اندازه گیری جدید ما داده های کلیدی از فهم هسته های غنی از نوترن فراهم می کند و سنجاق کردن رفتار نیروهای هسته ای در سیستم های دور از پایداری کمک خواهد کرد".
او اضافه می کند" غنی سازی دانش ما از هسته های بسیار ناپایدار و نیروهای نوکلئون-نوکلئون که تحول پوسته هسته ای را می دهد و ظهور یا ناپدید شدن اعداد جادویی هسته ای در هسته های پرتوزا نقش مهمی را در فهم فرایندهای اخترفیزیکی از قبیل سنتز هسته ای در ستارگان بازی می کند".
منبع: Phys.org - News and Articles on Science and Technology
مترجم: فیزیک هسته ای - راکتورهای هسته ای