Son illərdə fiziklər və mühəndislər hissəcikləri və onlar arasındakı qarşılıqlı əlaqəni yüksək dəqiqliklə öyrənmək üçün getdikcə daha təkmil alətlər hazırlayıblar. Hissəcik detektorları, sensorlar və akselerometrləri ehtiva edən bu alətlər tədqiqatçılara fiziki prosesləri daha ətraflı şəkildə öyrənməyə kömək edə bilər və potensial olaraq maraqlı yeni kəşflərə töhfə verə bilər.

Yale Universitetinin tədqiqatçıları bu yaxınlarda fərdi nüvə parçalanmasını mexaniki olaraq aşkar etmək üçün yeni bir üsul təqdim etdilər, qeyri-sabit atom nüvəsinin radiasiya emissiyası ilə enerji itirdiyi proses. Fiziki İcmal Məktublarında bir məqalədə qeyd olunan onların təklif etdiyi yanaşma, mövcud üsullardan istifadə etməklə aşkarlanması çətin və ya qeyri-mümkün olan neytral olanlar da daxil olmaqla, çürümə zamanı yayılan bütün hissəciklərə həssasdır.

“Qrupumuz vakuumda optik olaraq tutulmuş hissəciklərdən istifadə edərək həssas mikron miqyaslı güc sensorları və akselerometrlər hazırlayır”, – məqalənin həmmüəllifi David C. Moore Phys.org-a bildirib. “Bu yaxınlarda bu sistemlərin həssaslığı o qədər yaxşı oldu ki, biz nüvə parçalanması zamanı yayılan alfa hissəciyi kimi tək bir əsas hissəciyin verdiyi qüvvələri aşkar edə biləcəyimizi başa düşdük.”

Moore və onun həmkarlarının son tədqiqatlarının əsas məqsədi ayrı-ayrı fundamental hissəciklərin verdiyi qüvvələrdən istifadə edərək nüvə parçalanmalarını aşkar etmək üçün yeni üsullar hazırlamaq idi. Bu cür üsullar son nəticədə onlara elektrik yükü olmayan hissəcikləri (yəni, neytral hissəciklər) aşkar etməyə imkan verəcək ki, bu da adi detektorlardan istifadə edərək aşkar etmək xüsusilə çətin ola bilər.

“Bizim yanaşmamız radioaktiv nüvələrin implantasiya olunduğu tək bir toz böyüklüyündə hissəciyin hərəkətini izləməkdir” dedi Mur. “Toz hissəciklərində tək bir nüvə belə çürüsə, alfa və ya beta hissəcikləri kimi yüklü hissəciklər qaçarkən hissəciyin elektrik yükünün dəyişməsini müşahidə edərək bunu aşkar edə bilərik.”

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=2996406042&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1722009415&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-07-physicists-method-mechanical-individual-nuclear.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI1LjAuNjQyMi4xNDIiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEyNS4wLjY0MjIuMTQyIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEyNS4wLjY0MjIuMTQyIl0sWyJOb3QuQS9CcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1722008564803&bpp=5&bdt=56&idt=6854&shv=r20240724&mjsv=m202407240101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D6bf3eefe49031f83%3AT%3D1721367059%3ART%3D1722009062%3AS%3DALNI_MacAfAOJA8VyURIyKJCZKOtEk96_Q&eo_id_str=ID%3D253fe466b124068d%3AT%3D1721367059%3ART%3D1722009062%3AS%3DAA-Afja3CR3UFVWEVuVSmzApOeu3&prev_fmts=0x0%2C1519x695&nras=2&correlator=8667197364614&frm=20&pv=1&ga_vid=927387168.1721367029&ga_sid=1722008572&ga_hid=1009443152&ga_fc=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=2551&biw=1519&bih=695&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759875%2C44759926%2C44759837%2C42531706%2C42532524%2C44795921%2C95334527%2C95334828%2C95337027%2C95337868%2C95338259%2C31085601%2C95336521%2C95336266%2C31078663%2C31078665%2C31078668%2C31078670&oid=2&pvsid=304123153166432&tmod=1034669908&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C695&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=0&psd=W251bGwsbnVsbCwibGFiZWxfb25seV8xIiwxXQ..&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=M

İlkin təcrübələrində komanda göstərdi ki, onların metodu fərdi nüvəni aşkar etməyə imkan verir. çürüyür. Qeyd edək ki, tədqiqatçılar sferadan səpələnən lazer işığından öz qurğularında sferanın vəziyyətini diqqətlə ölçməklə, onlarla nanometrlik dəqiq miqyasda bütün hissəciklərin geri çəkilməsini də müşahidə edə bildilər.

“Bizim yanaşmamız bizə hissəciklərin içərisində baş verən fərdi çürümələri çox nadir hallarda, məsələn, gündə bir dəfə baş versə belə aşkarlamağa imkan verir”, – Mur deyib. “Bu, bizə nüvə monitorinqi və yayılmaması üçün müvafiq olan toz ölçülü hissəcikləri öyrənməyə və uzunömürlü izotopların fərdi çürümələrini aşkar etməyə imkan verə bilər.”

Bu iş tezliklə hissəciklər fizikası tədqiqatları üçün maraqlı imkanlar aça bilər. Onun təqdim etdiyi perspektivli aşkarlama metodu, məsələn, qaranlıq maddə və ekzotik hissəciklərin axtarışı üçün istifadə edilə bilər və ya ənənəvi detektorlardan yayınan nüvə prosesləri və neytral hissəciklərin öyrənilməsini inkişaf etdirə bilər .

“Gələcək işimizdə biz eyni texnikaları daha kiçik nanohissəciklərə də genişləndirməyi hədəfləyirik”, – Mur əlavə edib. “Bu, bizə kürədən qaçan tək bir neytrinodan gələn impuls zərbəsini aşkar etməyə imkan verəcək. Neytrinolar o qədər zəif qarşılıqlı əlaqədədirlər ki, əks halda onlar da aşkar edilmədən qaça bilərdilər, lakin bu yeni texnika bu çətin hissəcikləri öyrənmək üçün yeni alətlər verə bilər.”

Daha çox məlumat: Jiaxiang Wang et al, Mechanical Detection of Nuclear Decays, Physical Review Letters (2024). DOI: 10.1103/PhysRevLett.133.023602 . arXiv -də : DOI: 10.48550/arxiv.2402.13257

Jurnal məlumatı: Fiziki İcmal məktubları , arXiv