Gulds vaklende kerne:Hvad den kortlivede Au187-isotop lærer os om grundlæggende videnskabelig forskning

Når Jorden roterer langs sin akse, det vakler lidt. Denne vaklen kommer, delvis, fra hvordan massen er fordelt over planeten. Nuklearfysikforskere har nu observeret den samme type slingre i Au187 - en guldisotop, der lever i kun otte minutter. Grundlæggende videnskabelig forskning som denne kan føre til store gennembrud på en række områder, herunder lægehjælp.

Robert Janssens, Edward G. Bilpuch Professor i fysik i UNC-Chapel Hill's College of Arts &Sciences, er medlem af forskerholdet, der observerede slingren. Holdet udgav et papir om sine resultater i Fysisk gennemgangsbreve .

UNC News talte med Janssens om resultaterne, og hvorfor forskning i fundamental videnskab er så vigtig.

Spørgsmål:Hvordan fandt du ud af, at guld 187's kerne er vaklende?

Svar:Dette guld er ikke et stabilt guld. Du skulle virkelig skynde dig at finde den i naturen, da den lever i kort tid - kun otte minutter. Vi skaber det i laboratoriet gennem en kernereaktion. Ved at studere denne særlige guldisotop fandt vi ud af, at den er triaksial, betydningen har tre akser af forskellig længde, og der er ikke så mange kerner, der er triaksiale.

At finde ud af, at kernen er treakset, er ikke let. En af de bedste måder at studere det på er at tvinge kernen til at dreje. Da vi gjorde det, vi fandt detaljer i dataene, der fortalte os dens form. Og dermed vi kunne demonstrere, at jorden på samme måde vingler omkring en af ​​dens akser, dette guld slingrer rundt om sin længste akse.

Q:Hvad gør det vaklende?

A:Guld 187 har et ulige antal nukleoner, og det er vigtigt. Noget vi har vidst længe om kerner er, at protoner og neutroner kan lide at gå to-og-to:vi kalder dette fænomen parring. Bortset fra i dette tilfælde, der sidder en ulige nukleon derude helt alene, og den forsøger at følge bevægelsen i alle de andres rotation. Vi tror, ​​det er det, der resulterer i slingren.

Spørgsmål:Hvorfor er det vigtigt at blive ved med at udforske grundlæggende videnskabelige emner som dette?

A:Vi forsøger virkelig at forstå kernens grundlæggende egenskaber, som for eksempel dens form. I Triangle Universities Nuclear Laboratory, vi har fundet kerner, der kan antage tre forskellige former. I hvile eller i grundtilstand, de er sfæriske. Pump energien op, og de kan blive oblate, eller som jordens form, rund, men lidt komprimeret. Tilføj mere energi, og du får en amerikansk fodboldform – det kalder vi prolate.

Vi vil gerne vide, om kerner er så universelle, som vi gerne vil tro, og at studere disse grundlæggende viser os atomkræfter, vi ikke forstår, eller som vi ikke har set før. Kernefysik har så mange anvendelser. En er, at omkring 50 % af medicinsk diagnostik og terapier udføres med nukleare teknikker eller med radioaktive isotoper, som oprindeligt blev opdaget af forskere, der studerede dem for at forstå deres grundlæggende egenskaber. Selvom en stor del af mit job er at lave grundforskning, Jeg er meget glad for, at det er så samfundsrelevant.