В ядерной физике «магические числа» определяют определённое количество протонов или нейтронов, приводящее к образованию особенно стабильных ядер. Знание этих чисел помогает учёным лучше понять структуру ядра.
Магические числа для стабильных, долгоживущих изотопов известны давно, но магические числа для экзотических, короткоживущих изотопов изучены меньше. Изучая эти редкие случаи, исследователи могут глубже понять ядерный «строительный код» в экстремальных условиях. Это, в свою очередь, улучшает наше понимание того, как образовались элементы во Вселенной, и проливает свет на поведение ядерных сил.
В рамках этих усилий исследователи из Института современной физики (IMP) Китайской академии наук впервые точно измерили массу чрезвычайно короткоживущего и нейтронодефицитного ядра кремния-22, обнаружив, что число протонов 14 в кремнии-22 является новым магическим числом. Их выводы были опубликованы в журнале Physical Review Letters.
Атомное ядро состоит из протонов и нейтронов. Когда число протонов или нейтронов достигает «магического числа», например, 2, 8, 20, 28, 50, 82 или 126, ядро становится более стабильным. Мария Гёпперт-Майер и Й. Ханс Д. Йенсен объяснили это явление в 1940–1950-х годах с помощью оболочечной модели ядра, за что были удостоены Нобелевской премии по физике в 1963 году.
В последние годы исследования экзотических ядер, далеких от долины стабильности — области на нуклидной карте, где обнаружены стабильные изотопы, — выявили новые магические числа нейтронов, такие как 14, 16, 32 и 34. Однако новые магические числа протонов по-прежнему редко встречаются в экспериментальных наблюдениях.
Ранее учёные обнаружили, что в кислороде-22 (14 нейтронов и 8 протонов) нейтрон номер 14 обладает магическими свойствами. Основываясь на ядерной зеркальной симметрии, теоретики предсказали, что протон номер 14 также должен быть магическим числом в его зеркальном ядре, кремнии-22 (8 нейтронов и 14 протонов). Однако получение и измерение кремния-22 чрезвычайно сложно из-за его низкого выхода и короткого периода полураспада, поэтому это теоретическое предсказание до сих пор не было подтверждено.
Используя улучшенную изохронную масс-спектроскопию с определением Bρ, исследователи из IMP успешно измерили массу кремния-22 в основном состоянии в охлаждающем кольце Исследовательского центра тяжёлых ионов в Ланьчжоу. Они также улучшили точность определения массы ранее измеренного кремния-23 почти в семь раз.
Их результаты показывают, что кремний-22 имеет положительную энергию разделения двух протонов, то есть он не теряет два протона спонтанно. Это подтверждает его статус ядра с протонной границей, не обладающего двухпротонной радиоактивностью, тем самым разрешая давний спор в ядерной физике.
Используя новое значение массы, группа вычислила энергию спаривания протонов кремния-22 и сравнила ее с энергией спаривания нейтронов его зеркального ядра кислорода-22, открыв новое магическое число протона 14. Это открытие подтверждается оболочечной моделью Гамова.
Хотя кремний-22 проявляет двойные магические свойства, подобные кислороду-22, исследование показало, что его пространственное распределение протонов более разбросано по сравнению с распределением нейтронов кислорода-22, демонстрируя небольшое нарушение симметрии.
Это исследование углубляет наше понимание экзотических ядерных структур и дает новое представление о взаимодействии нуклонов и существовании крайне экзотических ядер.
Восстановлен некогда утраченный текст христианской рукописи
Цифровые методики анализа древних манускриптов позволили международной команде ученых восстановить 42 утраченные страницы Кодекса H — греческой рукописи VI века с Посланиями святого апостола Павла. Рукопись является важным источником для…
Ученые выяснили, что представляет собой самый загадочный вулкан в мире
Вулкану Этна более полумиллиона лет, но этот огромный стратовулкан на Сицилии до сих пор полон энергии. Этот гигант высотой 3400 метров является самым активным вулканом в Европе, часто производя несколько…
Бомбардировка микрометеоритами оставила на Рюгу богатую натрием оболочку
Миссия Hayabusa2 Японского космического агентства (JAXA) доставила на Землю образцы астероида Рюгу, находящегося неподалеку и представляющего большой интерес. Эта миссия стала первой в истории, которая собрала образцы с поверхности астероида,…
МО: за ночь над территорией России сбили три украинских БПЛА
Российские средства ПВО за ночь уничтожили над Брянской областью три украинских БПЛА. Об этом сообщили в Минобороны РФ. "В течение прошедшей ночи дежурными средствами ПВО уничтожены три украинских беспилотных летательных…
В Белгородской области за сутки от атак ВСУ погиб человек, еще шесть получили ранения
Вооруженные силы Украины продолжают атаковать территорию Белгородской области, за минувшие сутки в результате ударов один человек погиб, еще шесть получили ранения. Об этом сообщается в Telegram-канале оперштаба региона. "В Шебекинском…
Сотрудник ЗАЭС погиб при ударе беспилотника ВСУ
Сотрудник Запорожской атомной электростанции, водитель погиб в результате удара БПЛА ВСУ по территории транспортного цеха. Об этом сообщили на ЗАЭС. "Сегодня в результате удара беспилотного летательного аппарата ВСУ по территории…
Новое покушение выявило разлад в администрации президента Трампа
Жизнь Дональда Трампа вновь попала под угрозу: против главы Белого дома было организовано уже четвер...
Daily Mail: Летучие мыши распространяют новый опасный для людей вирус
Международному научному коллективу удалось обнаружить новый коронавирус у летучих мышей, который уже...
Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном
цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с
точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии
предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей
сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".