Открыто новое сверхтяжелое ядро: сиборгий-257

Группа физиков из Германии, Финляндии, Индии и Японии открыла новый изотоп синтетического химического элемента сиборгий. Результаты работы были опубликованы в журнале Physical Review Letters.

Сиборгий — синтетический химический элемент с символом Sg и атомным номером 106. Элемент был впервые синтезирован в 1974 году и в настоящее время имеет 14 изотопов; наиболее стабильный изотоп, сиборгий-271, имеет период полураспада около 2,4 мин.

Недавно открытый изотоп сиборгий-257 распадается путем спонтанного деления и испускания альфа-частиц с периодом полураспада 12,6 мс.

«Для производства сиборгия-257 интенсивный пучок хрома-52 из линейного ускорителя GSI/FAIR UNILAC направлялся на высококачественные мишени из свинца-206», — рассказал физик GSI/FAIR Павол Мосат и его коллеги.

Используя высокоэффективную систему обнаружения газонаполненного сепаратора отдачи TASCA (TransActinide Separator and Chemistry Apparatus), исследователи зафиксировали в общей сложности 22 распада сиборгия-257.

«Наши результаты по сиборгию-257 дают захватывающие подсказки относительно влияния оболочечных эффектов на свойства деления сверхтяжелых ядер», — заявили они.

Ученые считают, чтто, как одно из следствий, возможно, что следующий более легкий, еще неизвестный изотоп может подвергнуться делению за очень короткий промежуток времени от одной наносекунды до шести микросекунд.

Верхний предел этого ожидаемого периода полураспада близок или даже немного ниже текущих экспериментальных возможностей — если только не существует так называемого К-изомерного состояния.

Такие возбужденные состояния, стабилизированные квантовыми эффектами, демонстрируют более длительное время жизни при делении и открывают косвенный путь к короткоживущим ядрам.

Недавно был достигнут значительный прогресс в приближении к границе стабильности благодаря открытию 60-нс резерфордия-252 через его более долгоживущее К-изомерное состояние.

«Исследование изотопной границы для элемента сиборгия является естественным продолжением этих экспериментов, картографирующих береговую линию острова стабильности сверхтяжелых ядер. До сих пор в изотопах сиборгия не наблюдалось К-изомерного состояния», - поясняют авторы исследования.

Однако в текущем эксперименте авторы также облучили мишень из свинца-208 и получили убедительные доказательства наличия К-изомерного состояния в сиборгии-259.

«Наши результаты по K-изомерному состоянию в сиборгии-259 открывают путь к исследованию явления K-изомерии в других изотопах сиборгии и позволяют синтезировать короткоживущий изотоп сиборгии-256, если в этом ядре также существует долгоживущее K-изомерное состояние», — сказал физик GSI/FAIR Хуягбаатар Джадамбаа.