Knoxville, Tennessi Universiteti tərəfindən

Stefani Baum tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriNeytron TOF spektrləri ¹³⁴ In β ^– parçalanma ilə üst-üstə düşür. Kredit: Fiziki İcmal Məktubları (2025). DOI: 10.1103/l24v-5m31

Nüvə çürüyənə qədər qızıl ola bilməz. Bu prosesin xüsusiyyətlərini müəyyənləşdirmək çətin idi, lakin UT-nin nüvə fizikləri əsas detalları izah edən bir məqalədə üç kəşf dərc etdilər. Nəticələr elm adamlarına bizə ağır elementlər verən ulduz proseslərini təsvir etmək üçün yeni modellər hazırlamağa, həmçinin ekzotik nüvələrin genişlənən mənzərəsi haqqında daha yaxşı proqnozlar verməyə kömək edə bilər.

Əsər Physical Review Letters jurnalında dərc olunub .

Blinqin fizikası

Qızıl və platin kimi elementlər ulduzların çökməsi, partlaması və ya toqquşması kimi ekstremal şəraitdə yaradılır. Sürətli neytron tutma prosesində (və ya qısaca r-prosesində ) nüvə o qədər ağırlaşana qədər tez bir zamanda ardıcıl olaraq neytronları tutur və daha yüngül, daha sabit nüvələrə çevrilir.

Nuklid diaqramını keçdikdə, r-proses yolu əsas parçalanma rejiminin ana nüvənin beta parçalanması, sonra iki neytronun emissiyası olduğu ərazidən keçir.

İştirak edən nüvələri eksperimental olaraq öyrənmək çətindir (əgər qeyri-mümkündür), buna görə də onları təsvir edən hesablamalar əsasən laboratoriyada təsdiq edilməli olan modellərə əsaslanır.

Bütün bunların necə baş verdiyinə dair daha yaxşı təsəvvür əldə etmək üçün UT magistrantları Peter Dyszel və Jacob Gouge, professor Robert Grzywacz, dosent Miguel Madurga və Research Associated Monika Piersa-Silkowska da daxil olmaqla tədqiqatçılar digər institutlardan bir sıra elm adamları ilə işlədilər. Tədqiqat köməkçisi professor Zhengyu Xu tərəfindən təsvir edilən məlumatların təhlili metodlarına əsaslanaraq, onlar böyük miqdarda indium-134 ilə başladılar.

“Bu nüvələri hazırlamaq çətindir və kifayət qədər miqdarda sintez etmək üçün çoxlu yeni texnologiya tələb olunur”, – Qrzywacz izah etdi.

CERN-dəki ISOLDE Çürümə Stansiyası çoxlu indium-134 nüvələri, eləcə də onların təmiz olduğuna əmin olmaq üçün mürəkkəb lazer ayırma texnologiyası təmin etməklə bu problemi həll etdi. İndium-134 parçalandıqda, qalay-134, qalay-133 və qalay-132-də həyəcanlı vəziyyətləri doldurur. Alimlər UT-də qurulmuş neytron detektorundan istifadə edərək üç mühüm kəşf etdilər. Siyahının başında, beta-gecikmiş iki neytron emissiyası üçün neytron enerjilərinin ilk ölçülməsini etdilər.

“İki neytron emissiyası ən böyük sövdələşmədir” dedi Grzywacz.

Beta-gecikmiş iki neytron emissiyası yalnız qısamüddətli və qeyri-sabit olan ekzotik nüvələrdə baş verir. İki neytronun ayrılma enerjisi çox kiçikdir, lakin bu təcrübədə onu ölçmək kifayət idi.

“Bunun çətin olmasının səbəbi, neytronların ətrafa sıçramağı xoşlamasıdır. Bunun bir və ya iki olduğunu ayırd etmək çətindir”, – Qrzywacz izah etdi. Əvvəlki cəhdlərdə “heç kim enerji ölçmədi”, buna görə də bu yanaşma “tamamilə yeni bir sahə açır” dedi.

Bu, r-proses yolunu izləyən bir nüvə üçün iki neytron emissiyasını təfərrüatlandıran, ulduz hadisələrinin qızıl kimi elementləri necə yarada biləcəyinə dair daha aydın modellər üçün qapı açan ilk araşdırmadır.

Tin heç vaxt unutmur

İkinci kəşf, qalay-133-də çoxdan axtarılan tək hissəcikli neytron vəziyyətinin ilk müşahidəsi idi. Qrzywacz izah etdi ki, “qalay həyəcanlı vəziyyətdədir. (O) soyumalıdır. O, bir neytron tüpürə bilər və ya kifayət qədər enerji ilə iki neytron tüpürə bilər. Həmişə iki neytron tüpürməlidir, amma etmir.”

Onun sözlərinə görə, ənənəvi fikir belədir ki, qalay soyumaq üçün neytronları “qaynadır” və beta parçalanmasının yaddaşı olmayan “amneziya nüvəsinə” çevrilir.

“Biz deyirik ki, qalay unutmur” dedi Qrzywacz. “İndiumun bu “kölgəsi” tamamilə yox olmur. Yaddaş silinmir”.

Bu eksperimentdə ən müasir neytron detektorları bu çətin vəziyyəti müəyyən etdi və bu, bəzən bir neytronun, bəzən isə iki neytronun buraxıldığını anlamaq üçün daha yaxşı nəzəri çərçivəyə ehtiyac olduğunu göstərir.

“İnsanlar 20 ildir ki, onu axtarırdılar və biz onu tapdıq” dedi Qrzywacz. “Həmin iki neytron bizə bu vəziyyəti görməyə imkan verdi.”

O izah etdi ki, bu yeni müşahidə olunan vəziyyət iki neytron emissiyası prosesində aralıq addımdır. O, həm də qalay-133 nüvəsindəki sonuncu elementar həyəcandır , şəkli tamamlayır və hesablamaları daha dəqiq etməyə kömək edir.

Daha yaxşı hesablamalar və modelləşdirmə bu tədqiqatın üzə çıxardığı üçüncü kəşflə – bu yeni müşahidə edilən dövlətin qeyri-statistik əhalisinin müşahidəsi ilə bağlıdır. Qrzywacz izah etdi ki, çürümə prosesi nisbətən təmizdir, ona görə də qonşu dövlətlər olmadan hər şey ayrıdır.

“Sən noxudlu şorba hazırlamırsan” dedi. “Yenə də əksər hallarda özünü noxud şorbası kimi aparır. Nə isə, bu statistik mexanizm baş verir. Niyə belə olmamalı olsa da, statistikdir və bizdə niyə belə deyil?”

Nəticələr göstərir ki, siz nüvə landşaftında, sabitlikdən uzaqlaşaraq və Tennessin kimi ekzotik nüvələr səltənətinə səyahət edərkən köhnə modellər uyğun gəlmir və yeni modellərə ehtiyac var.Tennessi Universitetinin aspirantı Peter Dyszel. Kredit: Tennessi Universiteti

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 .

Maraq axtarışı

Nüvə mənşəyini və quruluşunu izah etmək üçün yeni modellərə olan ehtiyac Dyszel kimi magistr tələbələri üçün böyük bir fürsət təqdim edir. O, 2022-ci ildə Grzywacz qrupuna qoşuldu və üç kəşfi əks etdirən Fiziki İcmal Məktubları kağızının ilk müəllifi idi.

Onun bu təcrübə üçün görüləcək işlər siyahısı fiziki parçaların qurulmasından nəticələrin şərhinə qədər uzun idi. O, neytron izləmə detektorları üçün çərçivələr qurdu və onları eksperimental qurğuda yığdı. O, tələb olunan elektronika qurdu və beta detektorlar etdi. O, test ölçmələrini həyata keçirdi, məlumatların toplanması üçün proqram təminatı ilə kömək etdi, optimal vaxt həlli üçün düzəlişlər etdi və eksperimental məlumatları təhlil etdi. Bütün bunlara baxmayaraq, Dyszelin işi hələ də çox adamın səyinin bir hissəsi idi.

“Bu işin uğuru qismən rəhbərliyi və konstruktiv töhfələri çox vacib olan həmkarlarım və əməkdaşlarımla bağlıdır” dedi.

Daha çox məlumat: P. Dyszel et al, First 𝛽-Gecikmiş İki-Neytron Spectroscopy of the 𝑟-Process Nucleus ¹³⁴ In and Observation of the 𝑖 _13/2 Singparticle Neytron State in ¹³³ Sn , Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/l24v-5m31

Jurnal məlumatı: Fiziki baxış məktubları 

Knoxvilledəki Tennessi Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir