Naszego kraju unikatowy detektor pozwolił odkryć rzadkie rozpady jąder niklu

Naszego kraju unikatowy detektor pozwolił odkryć rzadkie rozpady jąder niklu
27 lipca, 2020
Category: inne

Rzadki izotop niklu-48 rozpada się, emitując dwa protony – odkryli fizycy wraz z Uniwersytetu Warszawskiego. Obserwacje umożliwił nowatorski detektor, zbudowany w stolicy polski – poinformował PAP we wtorek Wydział Fizyki UW.

Rozpad dwuprotonowy a mianowicie nowy rodzaj promieniotwórczości, użyteczny w doswiadczeniach budowy jąder atomów, odkrył trzy okres temu także zespół z UW. Zaobserwowali oni wtedy, że takiemu niezwykłemu rozpadowi ulega żelazo-45.

„Możliwość badania tak osobliwych rozpadów, które ujawniają obfite informacje o budowie wewnętrznej jąder ma bardzo duże znaczenie poznawcze. Może pozwolić na zweryfikowanie hipotez jak i równiez modeli opisujących ten nadal bardzo trudny do rozpoznania obszar kwestii, z której zbudowany wydaje sie otaczający nasza firme świat i my sami” – podkreśla główny koordynator badań prof. Marek Pfuetzner z Zakładu Spektroskopii Jądrowej Instytutu Fizyki Doświadczalnej Wydziału Fizyki UW.

„Jednoczesna nadawanie dwóch protonów jest zdarzeniem bardzo rzadkim – do tej pory zaobserwowano ją tylko w sytuacji trzech pozostalych (oprócz niklu-48 – PAP) jąder atomowych: magnezu-19, cynku-54 i żelaza-45” – daje współautor eksperymentu dr hab. Zenon Janas.

Izotopy to odmiany pierwiastków chemicznych, które łączy ów sama cyfra protonów przy jądrze, a różni liczba neutronów. Obydwie wartości zsumowane stanowią liczbę masową. Nikiel ma 28 protonów przy jądrze i tworzy przynajmniej 30 różnych izotopów, w ponizszym pięć stabilnych, np. nikiel-58. Odmiany niklu o w najwiekszym stopniu zaburzonej równowadze między ilością protonów i neutronów są niestabilne i szybko się rozpadają przechodząc w jądra innych pierwiastków. Z tego powodu ciężko je otrzymać, a nadal trudniej badać.

Uczeni sposród UW podjęli badania niklu-48, będącego bardzo szczególnym izotopem. W jego jądrze wydaje sie byc 28 protonów i jedynie 20 neutronów. To jądro o największym niedoborze neutronów, jakie kiedys badano. Taki izotop „żyje” zaledwie dwóch tysięczne sekundy, po czymze się rozpada. Badania polskich naukowców z FUW ujawniły, że najczęstszym sposobem tego rodzaju rozpadu na rzecz niklu-48 wydaje sie emisja dwóch protonów. Artykuł na ten temat ukaże się w krótkim czasie w czasopiśmie „Physical Review C”.

Uwolnione z jądra protony niosą informację na temat jego strukturze wewnętrznej. Aby ją poznać, bada się zachowanie wyemitowanych przez ną cząstek. Do tego potrzebne wydaje sie byc odpowiednie urządzenie. „Używane wcześniej detektory rejestrowały sygnały elektryczne, w których cała wiadomosc o wzajemnej korelacji dwóch protonów była tracona” a mianowicie wyjaśnia prof. Pftzner. Fizycy z UW skonstruowali więc własny detektor. Jest to skrzynka wypełniona gazem (mieszanką helu, argonu jak i równiez azotu), az do której wstrzeliwane są jony (czyli pozbawione elektronów jądra) badanych pierwiastków. Przemieszczające się we wnętrzu skrzynki naładowane elektrycznie cząstki powodują świecenie gazu, pozostawiając w nim wyraźne ślady. Wlasciwie szybka kamera jest w stanie zrobić zdjęcie tychze śladów, dzięki czemu widać jakim torem rozbiegły się cząstki, wyemitowane w trakcie rozpadu.

Nowatorski detektor zbudowano w Warszawie według projektu prof. Wojciecha Dominika sposród Zakładu Cząstek i Oddziaływań Fundamentalnych IFD FUW. Pomiar z użyciem polskiego detektora został przeprowadzony w Ameryce w National Superconducting Cyclotron Laboratory mógl Michigan przy współpracy University of Tennessee oraz Oak Ridge National Laboratory, w którym miejscu możliwe było wytworzenie atomów niklu-48. Do obserwacji rozpadu posłużył zabrany z Warszawy prekursorski detektor.

Urszula Rybicka (PAP)

ula/ tot/

(Więcej w Serwisie Naukowym PAP – www.nauka.pap.pl/demo)

We use cookies to provide you with the best possible experience. By continuing, we will assume that you agree to our cookie policy