Atom Çekirdeğinde Tespit Edilen, Rekor Kıran, Nadir Radyoaktif Bozunma

Fizikçiler, bir proton yayıcı için ölçülen en kısa yarı ömre sahip proton emisyon rekorunu kıran balkabağı şeklinde bir çekirdek yarattılar. Fiziksel İnceleme Mektuplarında, uluslararası bir ekip, bir atomun bir proton yaydığı nadir bir radyoaktif bozunma türü olan proton emisyonunu destekleyen bir çekirdeğin yarı ömrünü rapor etti. Ekip, bu tür bir emisyonun yarı ömrünün yaklaşık 450 nanosaniye olduğunu tahmin ediyor. Bu, herhangi bir proton yayan izotopun şimdiye kadar ölçülen en kısa süresi. 

Bilinen her elementin izotopları vardır, kendisinin aynı sayıda proton ve elektrona sahip (bu nedenle kimyası aynıdır) ancak farklı sayıda nötron içeren versiyonları vardır, bu da onu daha ağır veya daha hafif yapabilir ve böylece fiziksel özelliklerini etkileyebilir. 

Çekirdekteki değişen sayıda nötron da radyoaktivitesinde rol oynar. Protonlar pozitif yüklüdür ve sadece birbirlerini itmeleri gerekir, bu da bazik hidrojen dışında herhangi bir şeyin oluşumunu imkansız hale getirir. Ancak nötronlar ve protonları ve nötronları oluşturan kuarklar arasındaki güçlü nükleer kuvvet sayesinde çekirdekler bir arada kalır, bir süre için en azından.

Yeni keşifte, fizikçiler nadir bir lutesyum izotopu yarattılar. Proton emisyonu, doğal olarak oluşan izotoplarda gerçekleşmez, bu nedenle bilim adamlarının gerçekten tuhaf çekirdekler yaratması gerekir.  Lutesyum 71 protona sahiptir ve en yaygın izotopu 104 nötrona sahiptir. Bu konfigürasyonda atom radyoaktif değildir. Bunun yerine ekip, yalnızca 78 nötrona sahip olan bir Lutetium-149 izotopu oluşturmak için bir teknik kullandı. Çok daha az sayıda nötron onu kararsız hale getirir. Aynı zamanda oldukça garip bir şekil üretir. Nükleer kuvvetler, protonları ve nötronları çok yassı bir konfigürasyonda itti: temel olarak, balkabağı şeklinde. 

Ekip, bu atomdan 14 olay gözlemledi. Lutesyum-149'un aynı zamanda şimdiye kadar ölçülen en basık proton yayıcı olduğunu ve ayrıca şimdiye kadar kaydedilen en yüksek temel durum proton bozunma enerjisine sahip olduğunu bildiriyorlar. 

Finlandiya Jyväskylä Üniversitesi'nin Hızlandırıcı Laboratuvarında çalışan fizikçiler, nikel-58 atomlarını ince bir rutenyum-96 hedefine ateşleyerek tuhaf izotopu yarattılar. Lutesyum-149 atomları daha sonra incelenebilecekleri bir silikon şerit dedektörü ile implante edildi. Lutesyum-149 izotopu, aynı zamanda radyoaktif olan ancak bir pozitron (elektronun pozitif anti-madde versiyonu) yayarak daha geleneksel beta bozunmasında bozunan iterbiyum-148'e bozunur. 

Şimdi, ekibin daha fazla araştırma için birkaç yolu var. Lutesyum-149'un özellikleri, kolay olmayacak olsa da, gama ışınları kullanılarak daha fazla çalışılabilir. Ayrıca daha uzun bir yarı ömre sahip olabilecek lutesyum-148'i yaratmaya çalışabilirler. Mevcut ve gelecekteki çalışmalar, gerçekten egzotik atomlardaki proton emisyonları için modelleri test etmek için faydalıdır ve çekirdeğin özelliklerini tahmin edebilen daha iyi modellere yol açacaktır. 

 

Kaynak:

https://www.iflscience.com/physics/recordbreaking-rare-radioactive-decay-spotted-from-pumpkinshaped-atomic-nuclei/