Таблица Менделеева пополнится? Успешный эксперимент приближает синтез 120-го элемента

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

Периодическая таблица химических элементов — своего рода карта мира для ученых, исследующих материю. Но эта карта не статична, ее границы постоянно расширяются, по мере того как исследователи проникают все глубже в тайны атомного ядра. Одним из самых захватывающих направлений в современной ядерной физике является поиск так называемого «острова стабильности» — гипотетической области сверхтяжелых элементов, которые, вопреки ожиданиям, могут обладать значительной устойчивостью.

Традиционно считается, что элементы с большим количеством протонов в ядре (более 104) крайне нестабильны и существуют лишь доли секунды, прежде чем распасться. Однако теоретические расчеты предсказывают существование «острова», где определенные комбинации протонов и нейтронов могут привести к образованию относительно долгоживущих ядер. Открытие таких элементов стало бы настоящей революцией в нашем понимании строения материи и открыло бы новые горизонты для научных исследований и, возможно, даже практических применений.

Синтез нового элемента, вольная интерпретация
Синтез нового элемента, вольная интерпретация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Недавно группа ученых, в составе которой были и специалисты из Лундского университета (Швеция), сделала важный шаг на пути к этому «острову». В лаборатории Беркли (США) они провели эксперимент, направленный на изучение свойств ливермория — элемента с атомным номером 116.

Теоретические предсказания сечений образования элемента 𝑍=120 из каналов выхода 3𝑛 (тонкие красные линии) и 4𝑛 (толстые синие линии) в реакции 50 Ti + 249 Cf  Цитирование: J. M. Gates et al.; Nuclear Experiment (nucl-ex); arXiv:2407.16079 [nucl-ex] DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2407.16079
Теоретические предсказания сечений образования элемента 𝑍=120 из каналов выхода 3𝑛 (тонкие красные линии) и 4𝑛 (толстые синие линии) в реакции 50 Ti + 249 Cf Цитирование: J. M. Gates et al.; Nuclear Experiment (nucl-ex); arXiv:2407.16079 [nucl-ex] DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2407.16079
Автор: J. M. Gates et al. Источник: arxiv.org

Уникальность эксперимента заключалась в применении новой системы детектирования, разработанной в Лундском университете. Детектор SHREC, основанный на использовании высокочувствительных кремниевых пластин, позволил регистрировать ядра ливермория с высокой точностью и эффективностью. Сам факт успешной регистрации ядер ливермория уже является значительным достижением, свидетельствующим о правильности выбранной методики и эффективности новой системы детектирования.

Компиляция информации о распадах 290Lv, 286Fl и 282Cn. На панелях (a) и (c) представлены экспериментальные спектры энергии распада событий, связанных с шагами распада 290Lv→286Fl и 286Fl→282Cn, соответственно. Для одной записи в спектры был добавлен гаусс с интегралом один и шириной, соответствующей измеренной неопределенности. Числа в левом верхнем углу этих панелей - это энергии 𝛼-распада в МэВ, извлеченные из среднего значения гистограммы в интервалах [10.0,11.7] и [9.9,10.5] МэВ, соответственно. В правой колонке [(b),(d),(f)] показаны корреляционные времена распадов по цепочке распадов, начиная с 290Lv. Точки экспериментальных данных заключены в гистограммы (черные линии). Заштрихованные области (синие) представляют собой распределения времен корреляции, ожидаемые для соответствующего периода полураспада 𝑇1/2 в мс, которые приведены в левом верхнем углу каждой панели. На всех панелях число после хэштега # указывает на количество доступных точек данных. Записи, отмеченные темно-красным цветом, соответствуют событиям, связанным с наблюдением 290Lvin в данной работе. Пик 9,6 МэВ, отмеченный * в (c), был подробно объяснен в [14 см. оригинал исследования]. На панели (e) показана пересмотренная агрегированная информация о цепочке распада 290Lv, включающая события из данной работы. Цитирование: J. M. Gates et al.; Nuclear Experiment (nucl-ex); arXiv:2407.16079 [nucl-ex] DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2407.16079
Компиляция информации о распадах 290Lv, 286Fl и 282Cn. На панелях (a) и (c) представлены экспериментальные спектры энергии распада событий, связанных с шагами распада 290Lv→286Fl и 286Fl→282Cn, соответственно. Для одной записи в спектры был добавлен гаусс с интегралом один и шириной, соответствующей измеренной неопределенности. Числа в левом верхнем углу этих панелей — это энергии 𝛼-распада в МэВ, извлеченные из среднего значения гистограммы в интервалах [10.0,11.7] и [9.9,10.5] МэВ, соответственно. В правой колонке [(b),(d),(f)] показаны корреляционные времена распадов по цепочке распадов, начиная с 290Lv. Точки экспериментальных данных заключены в гистограммы (черные линии). Заштрихованные области (синие) представляют собой распределения времен корреляции, ожидаемые для соответствующего периода полураспада 𝑇1/2 в мс, которые приведены в левом верхнем углу каждой панели. На всех панелях число после хэштега # указывает на количество доступных точек данных. Записи, отмеченные темно-красным цветом, соответствуют событиям, связанным с наблюдением 290Lvin в данной работе. Пик 9,6 МэВ, отмеченный * в (c), был подробно объяснен в [14 см. оригинал исследования]. На панели (e) показана пересмотренная агрегированная информация о цепочке распада 290Lv, включающая события из данной работы. Цитирование: J. M. Gates et al.; Nuclear Experiment (nucl-ex); arXiv:2407.16079 [nucl-ex] DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2407.16079
Автор: J. M. Gates et al. Источник: arxiv.org

Но главная цель эксперимента — не просто увидеть ливерморий, а использовать полученные данные для планирования дальнейших исследований, направленных на синтез еще более тяжелых элементов, в частности, элемента 120.

Этот элемент, если его удастся получить, станет самым тяжелым из всех известных на сегодняшний день. Его свойства могут оказаться ключом к пониманию природы «острова стабильности» и пролить свет на фундаментальные законы строения материи.

Путь к «острову стабильности» непрост и требует колоссальных усилий ученых из разных стран. Но каждый шаг на этом пути — это прорыв в неизведанное, расширяющий границы нашего знания о мире, в котором мы живем. Эксперимент с ливерморием и детектором SHREC — один из таких важных шагов, открывающий новые перспективы в поиске «острова стабильности» и расшифровке тайн атомного ядра.

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

«Электроника-505»: советский видеомагнитофон, чей блок питания оказался скопирован у Sony

Паспортная масса переносного кассетного видеомагнитофона «Электроника-505» составляла 10 кг. Плюс отдельный сетевой блок питания — ещё 3 кг сверху. В заводской инструкции...

Не райские Мальдивы: что посмотреть на острове Мале и стоит ли вообще его посещать

Из-за постоянной рекламы Мальдивы воспринимаются как рай на земле. Прозрачная вода, мягкие пляжи, по которым лучше всего гулять босиком, и ласковое солнце круглый год над головой. Хоть всю жизнь...

«Рута-101» (1977): магнитофон, проложивший путь кассете в советский Hi-Fi

В 1977 году кассетные магнитофоны в СССР ещё не считались серьёзной аппаратурой — для качественного воспроизведения музыки предпочитали катушечные устройства. «Рута-101-стерео» разрушила...

Почему не стоит кормить белку с рук: в какой момент милый зверек может укусить и что делать после укуса

Вы гуляете по парку, замечаете среди деревьев рыжий хвостик, а в кармане как раз лежит пакетик с орешками. Белка подходит ближе, встает на задние лапы и смотрит прямо на человека. Ну как тут не...

Почему вороны вечером собираются в огромные шумные стаи, а утром снова исчезают со дворов

К вечеру привычный двор иногда меняется до неузнаваемости. На деревья слетаются десятки, а порой и сотни ворон, крыши и провода покрываются чёрными силуэтами, воздух наполняется карканьем,...

Фитофтора на участке — что убрать и как подготовить почву осенью

После уборки томатов грядка может выглядеть вполне благополучно: кустов уже нет, земля разровнена, последние плоды собраны. Но если летом листья быстро бурели, а помидоры покрывались тёмными...