AQSh Energetika vazirligining (DOE) Argonna milliy laboratoriyasining yangi apparati beqaror ruteniy yadrolarini juda aniq o'lchashni amalga oshirdi. O'lchovlar yadro fizikasidagi muhim bosqichdir, chunki ular murakkab yadro modellari tomonidan qilingan bashoratlarga juda mos keladi.
“Nazariy modellar uchun murakkab, beqaror yadrolarning xossalarini bashorat qilish juda qiyin”, dedi Argonne fizikasi yordamchisi va tadqiqotning yetakchi muallifi Bernxard Maass. "Biz ilg'or modellar sinfi buni aniq bajarishi mumkinligini ko'rsatdik. Bizning natijalarimiz modellarni tasdiqlashga yordam beradi."
Modellarni tasdiqlash ularning astrofizik jarayonlar haqidagi bashoratlariga ishonchni oshirishi mumkin. Bularga yulduzlarning shakllanishi, evolyutsiyasi va elementlarning portlashi kiradi.
Tadqiqot nashr etilganJismoniy ko'rib chiqish xatlari.
Nazariy modellarni tasdiqlash zarurati
Yadro fiziklari murakkab tuzilmalar, shakllar va kuchlar bilan beqaror atom yadrolarining xususiyatlarini aniq bashorat qilish uchun yanada ilg'or nazariy modellarni ishlab chiqmoqdalar. Bunday modellar atom yadrolarining ichki ishi haqidagi tushunchamizni chuqurlashtirish imkoniyatiga ega.
Biroq, ilm-fan chegaralarini surish uchun ishlatishdan oldin, ushbu modellarning aniqligini ko'rsatish juda muhimdir. Bu murakkab yadrolarning aniq, real{1}}dunyo oʻlchovlarini yigʻish va oʻlchovlarni modellar bashorati bilan solishtirishdek murakkab vazifani talab qiladi.
Ruteniy ilg'or nazariy modellarni tasdiqlash uchun ideal elementdir. Bu nodir metallda bir xil elementning izotoplari{1}}turli neytronlar soni va barqarorligi oʻzgaruvchan-maʼlum boʻlgan yadrolari murakkab tuzilish va shakllarga ega. Bir qator beqaror, radioaktiv ruteniy izotoplari bodom yoki qahva loviyalariga o'xshash uch eksenli shaklga ega deb hisoblanadi.
Ruteniyning xossalarini o'lchash
Tadqiqot guruhi to'qqizta radioaktiv ruteniy izotoplarini o'lchash uchun Atom va Ion Spektroskopiyasi (ATLANTIS) apparati uchun Argonne Tandem Hall lazer nurlanish chizig'idan foydalangan. Ushbu yangi qurilma Argonne Tandem Linac Accelerator System (ATLAS) da o'rnatildi.
ATLAS - bu yadrolarning xususiyatlarini o'rganish uchun mo'ljallangan, o'ta o'tkazuvchan chiziqli tezlatgichga ega bo'lgan Argonne shahridagi DOE foydalanuvchi qurilmasi.
Tadqiqotchilar radioaktiv ruteniy izotoplarini boshqa ATLAS asbobi - Kaliforniyaning noyob izotoplarini ishlab chiqaruvchi yangilash (CARIBU) dan olish imkoniyatiga ega bo'lishdi. CARIBU kamdan-kam uchraydigan, yuqori radioaktiv element-kaliforniyning oz miqdorini parchalash orqali radioaktiv ruteniyni yetkazib bera oladi.
"Biz o'rgangan ruteniy izotoplari boshqa elementlarga parchalanishidan oldin bir soniya davom etadi", dedi Maass. "ATLANTIS kollinear lazer spektroskopiyasi deb ataladigan texnikani amalga oshiradi. Bu bizga bir soniyadan kamroq vaqt ichida ushbu izotoplarning juda oz miqdorida o'lchovlarni yig'ish imkonini beradi."
ATLANTIS yordamida tadqiqotchilar lazer nurini ruteniy atomlari nurlari bilan bir xil yo'l bo'ylab yo'naltirdilar. Muayyan lazer chastotalarida atomlar hayajonlangan va lyuminestsatsiya qila boshlagan, bu yorug'lik fotonlari chiqarilganligini ko'rsatadi. Jamoa foton emissiyasi eng yuqori darajaga etgan lazer chastotalarini aniqladi. Bu jarayon to'qqizta ruteniy izotoplari uchun takrorlandi. Har bir izotop uchun emissiya cho'qqisi biroz boshqacha chastotaga o'tdi.
"Biz izotoplarning yadro o'lchamlaridagi farqlarni aniqlash uchun ushbu izotop siljishidan foydalanishimiz mumkin", dedi Maass.
Jamoa ushbu oʻlchamdagi oʻzgarishlarni yadroviy tuzilma boʻyicha dunyodagi eng ilgʻor modellardan biri boʻlgan Bryussel-Skyrme-on-a-Grid (BSkG) modellari bashoratlari bilan solishtirdi. Eski, an'anaviy yadro modellaridan farqli o'laroq, ular yadrodagi barcha neytronlar va protonlar o'rtasidagi o'ziga xos kuchlar va o'zaro ta'sirlarni hisobga oladi.
Tadqiqotchilar BSkG modellarining natijalari va bashoratlari o'rtasida ajoyib kelishuvni topdilar va bu modellarning mustahkamligiga ishora qildilar.
Ta'kidlash joizki, aniq o'lchovlarni amalga oshirishga harakat qilib, jamoa kollinear lazer spektroskopiyasi texnologiyasini ham ilg'or qildi. Xususan, ular atom nurlarini zararsizlantiradigan va uni impulslarga "to'playdigan" samarali yangi texnikalarni ishlab chiqdilar va amalga oshirdilar.
Ilm-fan, texnologiya va fazoga oid soʻnggi yangiliklar bilan tanishing100 000 obunachikunlik tushunchalar uchun Phys.org ga tayanadiganlar. Bizning bepul axborot byulletenimizga obuna bo'ling va muhim yutuqlar, innovatsiyalar va tadqiqotlar haqida yangiliklar oling-har kuni yoki haftalik.
Obuna boʻling
Astrofizikaga ta'siri
Tadqiqot shuni ko'rsatdiki, BSkG modellari beqaror, uch eksenli yadrolarni ajoyib aniqlik bilan bashorat qilishlari mumkin. Bunday kuchli modellar astrofiziklarga koinot qanday ishlashini yoritishda yordam berishi mumkin.
“Astrofiziklar beqaror, radioaktiv yadrolar koinotdagi yulduzlar va elementlarning paydo bo‘lishida muhim rol o‘ynashini bilishadi”, dedi Maass.
"Bizning koinotimizni yaxshiroq tushunish uchun biz yadrolar qanday tuzilganligini va ular qanday o'zaro ta'sir qilishini bilishimiz kerak. Biz zamonaviy zarracha tezlatgichlarida ishlab chiqarilmaydigan ekzotik yadrolarning xususiyatlarini oldindan aytishimiz kerak".
Tadqiqot mualliflarining uchtasi BSkG modellarini ishlab chiqdilar: Belgiyadagi Bruxelles universitetidan Wouter Ryssens va Guilherme Grams va Frantsiyadagi Institut de Physique des 2 Infinis de Lyondan Maykl Bender.
Maass, Ryssens, Grams va Benderdan tashqari, ATLANTIS eksperimentlari va qurilishi Argonna tadqiqotchilari (Daniel Burdette, Jeyson Klark, Piter Myuller, Daniel Santyago-Gonsales, Guy Savard va Adrian Valverde), Germaniyaning Ramstaam-Fasilit shahridagi Be Isotope-Texniki universiteti tadqiqotchilarining hamkorligi edi. Michigan shtati universiteti.
ATLANTIS turli tadqiqot ehtiyojlari uchun kollinear lazer spektroskopiyasi o'lchovlarini amalga oshirish uchun hamkorlik qiluvchi muassasalar uchun mavjud. Hamkorlik imkoniyatlarini oʻrganish uchun Maass bilan bogʻlaning.
