Fysikere opdager molekylelignende struktur af nuklear grundtilstand
Forskere fra Institut for Moderne Fysik (IMP) ved Det Kinesiske Videnskabsakademi (CAS) har sammen med deres samarbejdspartnere for nylig opdaget en molekylær struktur i grundtilstanden af atomkerner. Undersøgelsen blev offentliggjort i Physical Review Letters .
Atomkernen, et kvante-mangel-legeme-system sammensat af protoner og neutroner, er utroligt lille (kun omkring en ti tusindedel af størrelsen af et atom), men det huser mere end 99,9% af et atoms samlede masse. Interaktioner mellem nukleoner skaber forskellige spændende nukleare strukturer, lige fra sfæriske til deforme kerner og endda neutronhaloer med sparsom overfladetæthed. Fremkomsten af klyngestrukturer i disse formationer er et fængslende fænomen.
Klyngestrukturer ses sjældent i grundtilstanden af atomkerner. Diskussioner om grundtilstandsklyngestrukturer kan spores tilbage til 1938, hvor teoretiske fysikere gennem analysen af bindingsenergier i α-konjugatkerner foreslog den mulige eksistens af α-molekylelignende klyngestrukturer i grundtilstande af kerner såsom beryllium -8, kulstof-12 og oxygen-16. Men på grund af populariteten af den klassiske skalmodels enkeltpartikelbeskrivelse forblev denne teoretiske hypotese ubekræftet.
Ved at bruge en ny eksperimentel metode, der involverer den omvendte kinematik-knockout-reaktion, har forskere fra IMP og deres samarbejdspartnere valideret tilstedeværelsen af en molekylær struktur i grundtilstanden af beryllium-10, en neutronrig kerne.
Eksperimentet blev udført på Radioactive Isotope Beam Factory (RIBF) ved RIKEN Nishina Center i Japan. I eksperimentet bombarderede en sekundær stråle af beryllium-10, der rejste med halvdelen af lysets hastighed, et 2 millimeter tykt fast brintmål. α-klyngerne bundet inden for beryllium-10 kerner blev slået ud af protoner - med næsten ingen momentum overført til den resterende kerne - og dermed bevarede information om klyngestrukturen i grundtilstanden for beryllium-10.
De eksperimentelle resultater viste en bemærkelsesværdig overensstemmelse mellem de eksperimentelle tværsnit af knockout-reaktioner og teoretiske forudsigelser under mikroskopiske modeller. Denne verifikation understøtter den langvarige hypotese vedrørende molekylærtilstandsstrukturen af beryllium-10's grundtilstand, hvilket tyder på dannelsen af en α–α håndvægtformet kerne med to valensneutroner, der roterer vinkelret på kerneaksen.
"Lignende strukturer kan findes på atomskalaen, men de er usædvanligt sjældne i grundtilstanden af atomkerner," sagde Dr. Li Pengjie fra IMP, førsteforfatter af papiret.
Denne undersøgelse giver det første eksperimentelle bevis for den teoretiske beskrivelse af molekylærtilstandsstrukturer i atomkernes grundtilstand og baner vejen for yderligere udforskning af udviklingen af α-klyngestrukturer i neutronrige nukleare grundtilstande.
Flere oplysninger: P. J. Li et al, Validering af Be10-grundtilstandsmolekylstrukturen ved hjælp af Be10(p,pα)He6 Triple Differential Reaction Tværsnitmålinger, Physical Review Letters (2023). DOI:10.1103/PhysRevLett.131.212501
Journaloplysninger: Physical Review Letters
Leveret af Chinese Academy of Sciences
Varme artikler
-
Rumtidskrystaller foreslået ved at placere rum og tid på lige fodEt diagram, der viser processen med at skabe renormaliseret blandet rumtid. Penn State videnskabsmand Venkatraman Gopalan studerer krystalstrukturer og har udviklet en ny matematisk formel, der kan lø -
At komme op i fart på protonenKunstnerisk gengivelse af protonstruktur, der afslører dets indviklede og dynamiske system af kvarker og gluoner. Kredit:Argonne National Laboratory Forskere har udviklet en banebrydende teori til -
LED -materiale skinner under belastningVed at påføre mekanisk belastning på denne atomare tynde, gennemsigtig enkeltlags halvleder resulterer i et materiale med næsten 100% lysemissionseffektivitet. Kredit:Ali Javey/Berkeley Lab Smartp -
Korrelation af sammenfiltrede fotoner ved radial position og momentaKredit:L. Chen/Xiamen University Et team af forskere fra Xiamen University, University of Ottawa og University of Rochester har vist, at det er muligt at sammenfiltre fotoner med korrelationer mel
- Modelsimuleringseksperimenter giver forskere en klarere forståelse af faktorer, der påvirker monsu…
- Fysiklejren har bevist fordele for gymnasiepiger
- Økonomisk genopretning efter nedlukning kan tage op til tre år
- Kan du virkelig bekæmpe ild med ild?
- Sådan bruges enhedscirklen i trigonometri
- Arbejder med at forstå kvarkers skiftende smag