이전에 볼 수 없었던 원자핵을 구성하는 입자의 비율이 무거운 원소의 조각화와 관련된 획기적인 실험에서 나타났습니다.
미시간 주립 대학의 올렉 타라소프(Oleg Tarasov)가 이끄는 물리학자들은 백금 핵을 분해함으로써 툴륨, 이테르븀, 루테튬과 같은 희토류 원소의 새로운 동위원소를 발견했습니다. 과학자들은 이 성과가 중성자가 풍부한 핵의 특성과 중성자별 충돌에서 새로운 요소를 형성하는 과정을 이해하는 데 도움이 될 것이라고 믿습니다.
이 연구는 또한 2022년 6월 첫 번째 실험을 수행한 미시간 주립대학교가 최근 완성한 희귀 동위원소 빔 시설(FRIB)의 위력을 입증한다고 연구원들은 말합니다.
요소의 모든 형태가 동일하게 만들어지는 것은 아닙니다. 각 원자핵은 핵자(양성자와 중성자)로 알려진 수많은 아원자 입자로 구성됩니다. 양성자의 수는 모든 형태의 원소에서 일정하며 원소에 원자 번호를 부여합니다.
그러나 중성자 수는 다를 수 있습니다. 이러한 차이점은 요소의 동위원소를 정의합니다.
모든 원소에는 다양한 수준의 안정성을 갖는 다수의 동위원소가 있습니다. 그들 중 일부는 매우 빠르게 붕괴되어 전리 방사선의 폭발로 더 가벼운 원소로 분해됩니다. 일부는 완벽한 안정성을 유지합니다. 다양한 동위원소와 동위원소의 행동 방식을 이해하면 과학자들은 우주가 원소를 만드는 방법을 이해하고 공간과 시간에 따른 동위원소의 풍부함을 추정하는 데 도움이 됩니다.
새로운 동위원소를 만들기 위해 Tarasov와 그의 동료들은 120개의 중성자를 포함하는 백금 동위원소로 시작했습니다. 198요점. 스탠다드 플래티넘은 중성자 117개; 더 무거운 동위원소를 사용하면 핵이 분열되는 방식이 바뀔 수 있습니다.
그들은 이 원자를 중이온 가속기를 사용하여 원자핵을 분해하는 FRIB에 넣었습니다. 희귀 동위원소 빔이 빛 속도의 절반보다 빠른 속도로 목표물에 발사됩니다. 목표물에 도달하면 이 동위원소는 더 가벼운 핵 동위원소로 분해됩니다. 그러면 물리학자들은 이러한 동위원소를 발견하고 연구할 수 있습니다.
소매업 198PT, Tarasov 팀 발견 182완료 및 183Tm은 각각 113개와 114개의 중성자를 가지고 있습니다. 표준 툴륨은 중성자 69개. 그들이 발견한 대로 186Ib와 187Yb는 각각 116개와 117개의 중성자를 가지고 있습니다. 표준 이테르븀을 함유하고 있습니다. 중성자 103개. 마침내 그들은 발견했다 190Lu는 119개의 중성자를 가지고 있습니다. 표준 루테튬 중성자 104개.
이들 동위원소 각각은 여러 번의 가속기 실행에서 발견되었습니다. 이는 FRIB가 지금까지 크게 무시되었던 시스템에서 중성자가 풍부한 중원소 동위원소의 합성을 연구하는 데 사용될 수 있음을 의미한다고 연구진은 말합니다. 이는 관심 부족 때문이 아니라 생성 및 감지 가능성이 있기 때문입니다. 그들을.
이는 결국 폭력적인 우주 사건이 어떻게 우주에서 가장 무거운 원소를 형성하는지 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. 우주에서 철보다 무거운 것은 초신성이나 중성자별 사이의 충돌과 같은 극단적인 조건에서만 발생할 수 있습니다.
중성자별 충돌에서 볼 수 있는 핵합성 과정 중 하나는 빠른 중성자 포획입니다. 프로세스 p. 이는 원자핵이 킬로노바 폭발 중에 방출된 자유 부유 중성자와 빠르게 충돌하여 더 무거운 원소로 변형되기 시작할 때 발생합니다. 이것이 우리가 금, 스트론튬, 백금 및 기타 중금속을 얻는 방법입니다.
그들은 팀의 실험이 r 프로세스 재현에 매우 가깝다고 말합니다. 이는 곧 우리가 우주에서 가장 폭력적인 사건에서 볼 수 있는 핵합성 경로 중 하나를 복제할 수 있는 도구를 갖게 될 수도 있다는 것을 의미합니다.
연구원들은 “이전 국립 초전도 사이클로트론 연구소에서 사용할 수 있었던 것보다 더 높은 에너지의 매우 강력한 1차 빔을 포함하는 FRIB의 고유한 기능은 중성자 수 N = 126 이상 주변 영역을 탐색하는 데 이상적인 시설을 만듭니다.”라고 말했습니다. 그는 쓴다.
“FRIB 연구자들은 이러한 상호 작용을 활용하여 새로운 동위원소의 특성을 생성, 식별 및 연구하여 핵 물리학, 천체 물리학 및 물질의 기본 특성에 대한 이해의 발전에 기여할 수 있습니다.”
이 연구는 실제 검토 편지.
“경순은 통찰력 있고 사악한 사상가로, 다양한 음악 장르에 깊은 지식을 가지고 있습니다. 힙스터 문화와 자연스럽게 어우러지는 그의 스타일은 독특합니다. 그는 베이컨을 좋아하며, 인터넷 세계에서도 활발한 활동을 보여줍니다. 그의 내성적인 성격은 그의 글에서도 잘 드러납니다.”