Əsas Elmlər İnstitutu tərəfindən

Robert Egan tərəfindən redaktə edilmişdir

 Redaktorların qeydləriEksperimental qurğunun sxematik şəkli. Kredit: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-65621-2

Onilliklər ərzində nüvə fizikləri “İnversiya adaları”nın – nüvə quruluşunun normal qaydalarının qəfil pozulduğu bölgələrin daha çox neytronla zəngin izotoplarda olduğuna inanırdılar. Nüvə cədvəlinin bu qeyri-adi ciblərində sehrli nömrələr yox olur, sferik formalar dağılır və nüvələr gözlənilmədən güclü deformasiyaya uğramış obyektlərə çevrilir. İndiyə qədər bütün belə adalar təbiətdə mövcud olan sabit nüvələrdən çox uzaq olan berilyum-12 (N = 8), maqnezium-32 (N = 20) və xrom-64 (N = 40) kimi ekzotik nüvələr olmuşdur.

Ancaq indi, bu yaxınlarda Ekzotik Nüvə Tədqiqatları Mərkəzi, Əsas Elmlər İnstitutu (IBS), Padova Universiteti, Miçiqan Dövlət Universiteti, Strasburq Universiteti və digər qurumların beynəlxalq əməkdaşlığı tərəfindən həyata keçirilən bir araşdırma əvvəllər heç kimin görmədiyi bir şeyi üzə çıxardı: ən simmetrik bölgələrdən birində gizlənən İnversiya adası, burada protonların sayı bərabərdir. Qəzet Nature Communications jurnalında dərc olunub .

Molibden izotoplarının tədqiqi

Beynəlxalq əməkdaşlıq bu fenomeni iki molibden izotopunda araşdırdı: molibden-84 (Z = N = 42) və molibden-86 (Z = 42, N = 44). Bu nüvələr N = Z xətti boyunca yerləşir – öyrənilməsi vacib, lakin çox çətin bir bölgədir, çünki belə izotopları laboratoriyada istehsal etmək çətindir. Miçiqan Dövlət Universitetində nadir izotop şüalarından və yüksək həssas qamma-şüa detektorlarından istifadə edərək , tədqiqatçılar onların həyəcanlı vəziyyətlərinin ömrünü pikosaniyəlik dəqiqliklə ölçdülər.

Lazımi şüaları yaratmaq üçün komanda, sürətlənmiş Mo-92 ionları ilə berillium hədəfini bombalayaraq, sürətlə hərəkət edən Mo-86 nüvələri istehsal etdi. A1900 separatoru toqquşma zamanı yaranan çoxsaylı fraqmentlərdən istədiyiniz fraqmentləri seçdi. Mo-86 şüası daha sonra ikinci hədəfi vurdu, burada bəzi nüvələr həyəcanlandı və ya iki neytronu çıxararaq Mo-84-ə çevrildi. Bu nüvələr əsas vəziyyətlərinə qayıtdıqda, onların daxili quruluşunun təfərrüatlarını ortaya qoyan qamma şüaları yaydılar.

Bu qamma şüaları fərdi qamma-şüalarının qarşılıqlı təsirlərini izləyə bilən yüksək ayırdetməli germanium detektoru olan GRETINA və son dərəcə qısa ömür müddətini (saniyənin trilyonda biri qədər) təyin etməyə imkan verən cihaz olan TRIPLEX-dən istifadə etməklə ölçüldü . GEANT4 Monte-Karlo simulyasiyaları ilə müqayisə komandaya ilk həyəcanlanmış vəziyyətlərin ömrünü çıxarmağa və nüvə deformasiyasının dərəcəsini çıxarmağa imkan verdi.

Nüvə strukturunda dramatik fərqlərin aşkarlanması

Ölçmələr göstərdi ki, Mo-84, Mo-86-dan çox fərqli davranır, baxmayaraq ki, iki izotop yalnız iki neytronla fərqlənir. Mo-84 olduqca böyük bir kollektiv hərəkət göstərdi – bu, bir çox proton və neytronun böyük bir qabıq boşluğunda birlikdə irəlilədiyinin əlamətidir. Nüvə fizikləri bu prosesi “hissəcik-deşik həyəcanı” kimi təsvir edirlər: bəzi nuklonlar daha yüksək enerjili orbitallara (hissəciklər) tullanır və aşağı enerjili orbitallarda (dəliklərdə) boşluqlar yaradır. Bu koordinasiyalı sıçrayışlarda nə qədər çox nuklon iştirak edərsə, nüvə bir o qədər güclü deformasiyaya uğrayar.

Komanda tərəfindən aparılan qabaqcıl hesablamalar bu təəccüblü ziddiyyəti izah edir. Mo-84-də həm protonlar, həm də neytronlar eyni vaxtda çox böyük hissəcik-deşik həyəcanlarına məruz qalırlar – effektiv şəkildə 8-hissəcik-8-dəlikli yenidən qurulma – bu, güclü deformasiya edilmiş forma yaradır.

Bu davranış proton-neytron simmetriyası ilə N = Z = 40-da qabıq boşluğunun daralması arasındakı xüsusi qarşılıqlı əlaqədən irəli gəlir və belə koordinasiyalı həyəcanları qeyri-adi dərəcədə asanlaşdırır. Əhəmiyyətli odur ki, modellər göstərir ki, bu deformasiya üç nuklon qüvvələri, üç nuklonun birlikdə hərəkət etdiyi qarşılıqlı təsirlər daxil edilmədən təkrarlana bilməz. Yalnız ənənəvi iki nuklon qarşılıqlı təsirini ehtiva edən modellər müşahidə edilən strukturu yarada bilmir.

Bunun əksinə olaraq, Mo-86 təvazökar 4p-4h həyəcanlarını göstərir və buna görə də daha az deformasiyaya məruz qalır. Bu birləşmiş tapıntılar göstərir ki, Mo-84 yeni müəyyən edilmiş “İnversiya adası”nın içərisində, Mo-86 isə onun xaricində yerləşir.

N = Z nuklidi Mo-84 üzərində aparılan bu araşdırma nəticəsində kəşf edilən yeni “İzospin-Simmetrik İnversiya Adası” proton-neytron simmetrik nüvələrində görünən İnversiya adasının ilk hadisəsidir. Bu kəşf struktur inversiyaların harada baş verə biləcəyi ilə bağlı uzun müddətdir mövcud olan fərziyyələrə qarşı çıxır və maddəni bir-birinə bağlayan əsas qüvvələrə yeni bir pəncərə təqdim edir.

Daha çox məlumat: J. Ha və digərləri, ekzotik molibden izotoplarında kəskin struktur keçidi izospin-simmetrik inversiya adasını açır, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-65621-2

Jurnal məlumatı: Nature Communications 

Əsas Elmlər İnstitutu tərəfindən təmin edilmişdir