بازی اندروید: فیزیکدانان ایزوتوپ های بطورکامل جدیدی از عناصر سنگین خاکی کمیاب را کشف کرده اند.
به گزارش بازی اندروید به نقل از ایسنا، نسبت هایی از ذرات تشکیل دهنده هسته های اتم که تا حالا هیچ گاه دیده نشده بود در آزمایشی برجسته که شامل تکه تکه شدن عناصر سنگین بود، پدیدار شد.
به نقل از اس ای، فیزیکدانان به رهبری اولگ تاراسوف از دانشگاه ایالتی میشیگان با شکستن هسته های پلاتین، ایزوتوپ های جدیدی از عناصر کمیاب تولیوم، ایتربیوم و لوتسیم را کشف کردند.
این دستاوردی است که دانشمندان معتقدند به آنها کمک می نماید تا خواص هسته های غنی از نوترون و فرآیندهایی را که عناصر جدیدی را در برخورد ستارگان نوترونی ایجاد می کنند، درک کنند.
بگفته پژوهشگران، این کار همین طور قدرت تأسیسات اخیراً تکمیل شده برای پرتوهای ایزوتوپ نادر(FRIB) دانشگاه ایالتی میشیگان را نشان میدهد که نخستین آزمایش خودرا در ژوئن ۲۰۲۲ انجام داد.
همه اشکال یک عنصر، یکسان تشکیل نمی شوند. هر هسته اتمی متشکل از تعدادی ذرات زیر اتمی است که به نوکلئون ها(پروتون و نوترون) معروف هستند. تعداد پروتون ها در تمام اشکال یک عنصر ثابت است و به آن عنصر عدد اتمی آنرا می دهد. با این وجود، تعداد نوترون ها می تواند متفاوت باشد و همین تغییرات تعیین می کنند که چه چیزی به عنوان ایزوتوپ یک عنصر شناخته می شود.
همه عناصر دارای تعدادی ایزوتوپ هستند که با سطوح مختلف پایداری تشکیل می شوند. تعدادی از آنها به شکل فوق العاده ای سریع تجزیه می شوند و در یک پرتوافشانی کوتاه تشعشع یونیزه به عناصر سبک تر تجزیه می شوند. بعضی ها نیز ثبات خودرا حفظ می کنند.
شناخت ایزوتوپ های مختلف و نحوه رفتار آنها به دانشمندان کمک می نماید تا بفهمند جهان چگونه عناصر را می سازد و فراوانی آن عناصر را در فضا و زمان تخمین بزنند.
تاراسوف و همکارانش برای ساخت ایزوتوپ های جدید خود با یک ایزوتوپ پلاتین با ۱۲۰ نوترون به نام ۱۹۸Pt شروع کردند. پلاتین استاندارد دارای ۱۱۷ نوترون است. استفاده از ایزوتوپ سنگین تر می تواند نحوه تقسیم شدن هسته را تغییر دهد.
آنها این اتم ها را در FRIB قرار دادند که از یک شتاب دهنده یون سنگین برای تقسیم هسته های اتم استفاده می نماید. پرتوهای ایزوتوپ های کمیاب با سرعتی بیش از نیمی از سرعت نور به سمت هدف شلیک می شوند. هنگامی که آنها به هدف برخورد می کنند، این ایزوتوپ ها به ایزوتوپ های سبک تر از هسته تبدیل می شوند. سپس فیزیکدانان می توانند این ایزوتوپ ها را شناسایی و مطالعه کنند.
در تجزیه و تقسیم هسته ۱۹۸Pt تیم پژوهشگران تاراسوف ۱۸۲Tm و ۱۸۳Tm را با ۱۱۳ و ۱۱۴ نوترون کشف کردند. تولیوم استاندارد دارای ۶۹ نوترون است.
آنها همین طور ۱۸۶Yb و ۱۸۷Yb را به ترتیب با ۱۱۶ و ۱۱۷ نوترون یافتند. در صورتیکه ایتربیوم استاندارد دارای ۱۰۳ نوترون است.
پژوهشگران همین طور ۱۹۰Lu را با ۱۱۹ نوترون کشف کردند. لوتسیم استاندارد نیز دارای ۱۰۴ نوترون است.
هر یک از این ایزوتوپ ها در چندین دور شتاب دهنده دیده شدند. پژوهشگران می گویند این بدان معناست که FRIB می تواند برای مطالعه سنتز ایزوتوپ های غنی از نوترون عناصر سنگین در ترکیباتی استفاده گردد که تا حالا بسیار نادیده گرفته شده اند، البته نه به سبب عدم علاقه دانشمندان، بلکه توانایی ایجاد و شناسایی آنها وجود نداشته است.
این به نوبه خود می تواند به ما کمک نماید تا بفهمیم که چگونه رویدادهای کیهانی خشونت آمیز سنگین ترین عناصر را در کیهان ایجاد می کنند. هر چیزی سنگین تر از آهن در کیهان فقط در وضعیت شدید و خشن ایجاد می شود، بطورمثال در شرایطی که در ابرنواخترها یا در برخورد بین ستاره های نوترونی دیده می شود.
یکی از فرآیندهای سنتز هسته که در برخورد ستاره های نوترونی مشاهده می شود، پروسه جذب سریع نوترون یا پروسه r است. این پروسه زمانی اتفاق می افتد که هسته های اتمی به سرعت نوترون های شناور آزاد را که در جریان انفجار کیلونووا از بین می روند، می گیرند و تبدیل آنها به عنصری سنگین تر شروع می شود. طلا، استرانسیم، پلاتین و سایر فلزات سنگین را از این طریق بدست می آوریم.
پژوهشگران می گویند که آزمایش شان به بازتولید پروسه r بسیار نزدیک شده است. این بدان معناست که ما ممکنست در آینده ای بسیار نزدیک، ابزاری در اختیار داشته باشیم که می تواند یکی از مسیرهای سنتز هسته را که در بعضی از خشن ترین رویدادهایی که کیهان ارائه می دهد، تکرار کند.
پژوهشگران می گویند: قابلیت های منحصر به فرد FRIB، همچون پرتوهای اولیه بسیار شدید در انرژی هایی بیش از انرژی موجود در لابراتوار ملی سیکلوترون ابررسانا، آنرا به یک ابزار ایده آل برای کاوش حوزه نوترون ها و فراتر از آن تبدیل می کند.
پژوهشگران در FRIB می توانند از این واکنش ها برای تولید، شناسایی و مطالعه خواص ایزوتوپ های جدید بهره گیرند و به پیشرفت های فیزیک هسته ای، اخترفیزیک و درک ما از خواص اساسی ماده کمک کنند.
این پژوهش در مجله Physical Review Letters انتشار یافته است.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب