Miçiqan Dövlət Universitetinin (MSU) Nadir İzotop Şüaları Mexanizminin (FRIB) tədqiqatçılar qrupu kobalt-70 izotoplarının enerji səviyyələri bir qədər fərqli olduqda fərqli nüvə formaları əmələ gətirdiyini aşkar ediblər. Nature Communications Physics jurnalında dərc edilən tapıntılar ekzotik nüvə hissəciklərinin dinamik, mürəkkəb təbiətinə işıq salır.

Komandaya Nadir İzotop Şüaları Mexanizminin (FRIB) və MDU-nun Fizika və Astronomiya Departamentinin fizika professoru Artemis Spyrou, FRIB-də kimya kafedrasının dosenti Sean Liddick və MDU-nun Kimya və Eksperimental Nüvə Elmləri Departamentinin FRIB, FRIB, FRIB-nin professoru, professor, Dembski, keçmiş FRIB tələbə tədqiqat köməkçisi. Dembski, hazırda fəlsəfə doktoru üzərində işləyir. Notre Dame Universitetində məqalənin baş müəllifi vəzifəsində çalışmışdır.

“Biz bu layihəyə ilk başladığımızda, nüvə strukturuna diqqət yetirmək əvəzinə, nüvə elmi tədqiqatlarının astrofiziki tərəfi ilə motivasiya edildi ” dedi Dembski. ” Məlumat təhlilimizə davam etdikcə , gördüyümüz nümunələrin hamısını tam başa düşə bilmədik. Məlum oldu ki, səbəb gözləmədiyimiz bəzi maraqlı nüvə strukturu effektləri ilə bağlıdır və biz bu təsirlər haqqında məqalə yazmağa son verdik.”

Komanda araşdırma aparmaq üçün FRIB-nin sələfi olan Milli Superkeçirici Siklotron Laboratoriyasında Summing NaI Detector (SuN) istifadə etdi. Onlar təcrübədə kobalt-70-in həm sferik, həm də deformasiyaya uğramış hallarını tapdılar. Nəticələr göstərdi ki, qısamüddətli, ekzotik izotop nəticədə oxşar atom nömrəsi olan xrom izotopları ilə neytronla zəngin nikel izotoplarının sferik əsas vəziyyətləri arasında keçid kimi mövcuddur.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1749547273&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-06-atomic-nucleus-slightly-energy.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM3LjAuNzE1MS42OSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTM3LjAuNzE1MS42OSJdLFsiQ2hyb21pdW0iLCIxMzcuMC43MTUxLjY5Il0sWyJOb3QvQSlCcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1749547272829&bpp=1&bdt=162&idt=107&shv=r20250609&mjsv=m202506090101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1749546737%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1749546737%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1749546737%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=8623973074926&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2021&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31092896%2C31092900%2C95353387%2C31092908%2C95362799%2C95359265%2C95362808%2C95363071&oid=2&pvsid=7051348121248078&tmod=1281843886&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=275

Formanın birgə mövcudluğunu anlamaq ekzotik nüvələrin öyrənilməsini kəskinləşdirməyə kömək edir

Nüvə fizikasında tədqiqatçılar çoxdan proton və ya neytronların ” sehrli nömrələri ” olan nüvələrin öyrənilməsinə diqqət yetiriblər . Sehrli nömrələri olan nüvələr atom qonşularından daha çox sabitlik nümayiş etdirirlər, yəni daha yavaş çürüyürlər. Bu nüvələr öz qonşularından fərqlənir və tədqiqatçılar uzun müddətdir ki, onların xassələri üzərində araşdırmalar aparırlar.

Sehrli sayda proton və neytron olan izotoplar, adətən, əsas vəziyyətdə sferik formalara malikdirlər. Ancaq kiçik enerji dalğalanmaları bəzən eyni nüvənin tamamilə fərqli bir forma almasına səbəb ola bilər. Formanın birgə mövcudluğu kimi tanınan bu fenomen tədqiqatçılara eyni nüvədə müxtəlif formaların necə mövcud ola biləcəyini öyrənməyə kömək edir. Bu formalar elm adamlarına ekzotik sistemlərdə mürəkkəb atom davranışını daha yaxşı başa düşməyə kömək edir.

“Biz nüvənin formasını onun proton və neytron nömrələrinin funksiyası kimi anlamaq istəyirik” dedi Liddik. “İnsanların çoxu nüvəni kürə kimi düşünür, lakin biz bilirik ki, nüvələrin forması kifayət qədər dəyişə bilər. Və müəyyən hallarda nisbətən yaxın enerjilərdə iki fərqli forma bir arada mövcuddur. Bu qarşılıqlı əlaqəni anlamaq bizim üçün vacibdir, çünki bunun baş verdiyi bölgələrdə az sayda proton və neytron üzərində nüvənin strukturunda çoxlu dəyişiklik görürük.”

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

Tədqiqat zamanı komanda dəmir-70-dən kobalt-70-ə, sonra isə nikel-70-ə qədər nüvə parçalanma zəncirini öyrəndi. Komanda ümumi absorbsiya spektroskopiyası (TAS) adlı texnikadan istifadə edib. Tədqiqatçılar hissəcik sürətləndiricisində stasionar hədəfə yüksək enerjili bir şüa atdıqda müxtəlif izotoplar əmələ gətirirlər. Tədqiqatçılar daha sonra tədqiq etmək üçün bir alt dəst seçirlər, bu alt dəstlər elm adamlarına müvafiq çürümələrdən sonra qamma şüalarının qrafikini çəkməyə imkan verən eksperimental avadanlıqlara göndərilir.

Alimlər çürüyən nüvədən çıxan qamma şüalarının enerjisini tutan kiçik, xüsusi detektorlardan istifadə edirlər. Bu halda, komanda təcrübə zamanı yayılan ümumi enerjiyə daha çox diqqət yetirməli idi.

Layihə rəhbəri Spyrou, “Kiçik ölçülü detektorlar bu qamma şüalarının enerjisini müəyyən etməkdə daha yaxşıdır, lakin bu qamma şüalarının haradan gəldiyini dəqiq söyləmək çətindir” dedi.

“TAS-dan istifadə edərkən biz böyük həcmli detektordan istifadə edirik. Məqsəd hər bir qamma şüasının enerjisini müəyyən etmək deyil, əksinə, parçalanmadan gələn bütün enerjini toplamaqdır. Əgər bütün qamma şüalarını bu şəkildə tutsam, sizə onların haradan başladığını dəqiq deyə bilərəm. Bu, texnikamızın üstünlüyüdür, çünki biz hissəciklərə diqqət yetirmək istəyiriksə, onların bütövlükdə çaxışını nümayiş etdirməyə ehtiyac duyuruq. çürümək.”

Komanda TAS texnikası üçün Sun-dan istifadə etdi. Tapdıqları onları təəccübləndirdi: məlumatların təhlili zamanı komanda həm sferik, həm də deformasiyaya uğramış vəziyyətdə olan kobalt-70 hissəciklərini tapdı. Bu nüvələr forma birgə mövcudluğunu nümayiş etdirdi və bunu bu fenomeni sənədləşdirərkən qeydə alınan ən kiçik enerji fərqlərindən biri ilə etdi. Bu tapıntı təkcə nüvə quruluşu haqqında anlayışımızın ən uzaq nöqtələrindəki nüvə modelləri üçün güclü sınaq təmin etmir, həm də tədqiqatçılara yaxınlıqdakı digər izotopları araşdırmaq üçün əlavə motivasiya verir.

Dembski MDU-da bakalavr tələbəsi olaraq Spyrou-nun Sun qrupu ilə işləməyə başladı. Komandanın orijinal təcrübəsi nüvə quruluşu nəzəriyyəsi əvəzinə astrofizika tədqiqatlarına yönəldilsə də, bu gözlənilməz tapıntılar Dembskini maraqlandırıb.

“Bu iş bu çox təmiz nüvə strukturu layihəsinə çatmaq üçün dairəvi bir yol idi” dedi. “Biz buna diqqət yetirəndə mən ona çox sərmayə qoymuşdum, çünki mən nüvə strukturu ilə daha geniş maraqlanıram və onun karyeramda mühüm rol oynadığını görə bilirdim.”

Daha çox məlumat: Cade Dembski və digərləri, ⁷⁰ Co, Communications Physics (2025)-də müşahidə edilən ekstremal forma bir arada yaşaması. DOI: 10.1038/s42005-025-01998-2

Jurnal məlumatı: Rabitə Fizikası 

Nadir İzotop Şüaları üçün Miçiqan Dövlət Universitetinin Təsisatı tərəfindən təmin edilmişdir