Лента новостей

09:42
Парад Победы: подготовка
09:39
Перекуем орала на мечи?
09:17
Долгий путь в Гаагу
09:09
Politiken: Путин действовал рационально
09:06
Киеву пора готовиться к жесткой экономии
09:03
Хорватия: Медийный С-300
09:00
Химера «Великой Албании» – провокация новой войны на Балканах
08:59
Валентин Катасонов: «Куда разворачивается российский капитал»
08:58
Украинские националисты расправляются с ветеранами
08:57
Зарубежные СМИ пишут о расколе во Франции после выборов
08:56
Отказ Первого канала от трансляции Евровидения одобряет три четверти россиян
08:56
The National Interest: «Верзила» — «бомба всех бомб» Второй мировой
08:56
Победа Макрона во втором туре не так очевидна, заявил социолог
08:51
Зачем австрийцам сайт на Урале
08:51
Пока ОН в Турции, разговора не будет
08:49
Белорус литовцу: «Тебе крышка, щегол»
08:47
Александр Роджерс: Почему мы должны оседлать глобализацию
08:45
The Hill: Как ответить русским
08:44
Как и ожидалось: Порошенко просит США начать вооруженную интервенцию в Донбасс
08:43
CNN: Россия готовит превентивный ядерный удар по Америке
08:42
Почему Кудрин не только хочет быть президентом, но и может стать им
08:41
Смерть наблюдателя предвещает ввод «полицейской миссии» в Донбасс
08:40
Балтийский флот усилил ПВО системами С-300В4
08:40
Крым ожидает десятки миллиардов инвестиций
08:37
Франция-Россия: Макрон продолжит курс Олланда
08:37
National Interest: Америке не победить в сирийской войне
08:36
Чучхе победила Бандеру: Почему КНДР лучше режима на Украине
08:34
Al-Watan Saudi Arabia: У «матери всех бомб» появилась «сестра»
08:32
Украинская власть признала себя агентом Кремля
08:29
Иван Ефремов: ученый-палеонтолог и писатель-фантаст
08:27
Макрон победил в первом туре выборов президента Франции
08:20
Верховная Рада «проталкивает» хорватский сценарий
08:17
Бомба В61-12: США готовят в Европе новый ядерный фронт против России
00:00
Этот день в истории - 24 Апреля
20:51
Вести недели с Дмитрием Киселевым от 23.04.17
20:07
Франция: Макрон, по прозвищу «кандидат от Ротшильдов», опережает Ле Пен
20:05
Observador: Коммунистическая революция в самой свободной стране мира
20:03
МВФ зачистит стариков Украины как класс
19:24
Недемократичная война за демократию
19:21
Подземное убежище Сталина
19:14
Позиции Орбана в Венгрии прочны
19:07
Донецк: три года на войне-2
19:00
Deutsche Welle: Куда ведет европейцев новое общественное движение «Пульс Европы»?
16:43
Украина не готова арестовать транзитный газ Газпрома
16:43
Зачем премьер-министру Великобритании досрочные выборы?
Все новости

Архив публикаций

«    Апрель 2017    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
» » Физики впервые «нащупали» пузырек в центре атомного ядра

Физики впервые «нащупали» пузырек в центре атомного ядра

Физики впервые «нащупали» пузырек в центре атомного ядра

Плотность распределения частиц в ядре кремния-34 (сверху, справа — протоны с пузырем в центре, слева — нейтроны) и серы-36 (снизу, справа — протоны, слева — нейтроны)

A. Mutschler et al. / Nature Physics, 2016

 

Международная группа физиков впервые получила экспериментальное подтверждение того, что в центре ядер атомов кремния-34 находится пузырек — область с пониженной плотностью протонов. Этот результат ранее был предсказан рядом теоретических работ, однако подтвердить или опровергнуть расчеты мог только эксперимент. Авторы надеются, что исследование поможет лучше разобраться в факторах стабильности атомного ядра и укажет на остров стабильности ядер сверхтяжелых элементов. Работа опубликована в журнале Nature Physics, кратко о ней сообщает Science News.

Основная масса окружающей нас материи сосредоточена в атомных ядрах — объектах, малых даже по сравнению с размерами самих атомов. К примеру, радиус атома водорода составляет около одного ангстрема — десятимиллиардной доли метра. А основная его масса сосредоточена в протоне, диаметр которого в сто тысяч раз меньше. Примерно такое же соотношение (1:10 000) сохраняется и для более тяжелых ядер, состоящих из нейтронов и протонов. Поэтому средняя плотность ядерной материи такова, что чайная ложка такого вещества весила бы около миллиарда тонн.

Как отмечают физики, само предположение о наличии пузырька в центре такой плотной материи, как ядро, является контринтуитивным. Измерения плотности частиц в центре стабильных ядер показывают, что в среднем она постоянна — около 0,16 нуклона в кубическом фемтометре. К тому же многие модели описывают ядро как двухкомпонентную квантовую жидкости — квантовая «размазанность» нуклонов, вызванная принципом неопределенности, также «мешает» образованию пузырей в них.

Вместе с тем, некоторые теоретические модели предсказывают, что в специальных ядрах пузырьки все же могут возникать. В частности, модели указали на ядро кремния-34. Оно обладает магическим числомнуклонов (20 нейтронов и 14 протонов), которое, как правило, увеличивает стабильность ядра за счет заполненности ядерных оболочек. Источник пузырька — незаполненность одной из протонных орбиталей. Вместе с тем, есть ряд работ, которые наоборот, запрещают существование пузырьков.

Авторы новой работы проверили предсказания теоретиков экспериментально. Для этого физики обстреливали ядрами кремния-34  (время жизни около 3 секунд) бериллиевую фольгу. В результате столкновений из ядра кремния выбивался один из протонов, образовывалось ядро атома алюминия-33. Последнее находилось в возбужденном состоянии и испускало лишнюю энергию в виде фотонов. Измерив энергетический спектр этого излучения, ученые определяли, какой именно протон был выбит, и оценивали свойства соответствующей ему орбитали.

Оказалось, что часть протонов была выбита с центральной орбитали, которая, как предсказывали теоретики, должна быть пуста. Физики оценили ее заселенность — количество частиц, в среднем находящихся на ней. По словам авторов работы, она оказалась порядка одной десятой от заселенности аналогичной орбитали в устойчивом ядре серы-36. Согласно данным теоретического моделирования, плотность протонов в центре ядра кремния-34 была примерно в два раза меньше, чем в ядре серы-36. Вместе с тем, плотность нейтронов в обоих ядрах была примерно одинаковой.

Физики сравнивают такое ядро с кластерами из атомов, содержащими внутри полость. В качестве примера ученые приводят фуллерен — несмотря на плотную упаковку атомов углерода в нем и большую стабильность, внутри фуллерена легко можно поместить крупный атом щелочного металла.

По словам авторов, такой результат позволяет проверить предсказательную силу различных теоретических моделей и отбросить те из них, которые не допускают существования пузырей. Кроме того, ядро кремния-34 позволяет изучить параметры спин-орбитальных взаимодействий в ядре — они играют значительную роль в стабилизации частиц.

Интересно, что атомные ядра могут обладать не только сложным распределением плотности частиц, но и сложной формой. К примеру, ядра многих атомов приплюснуты или вытянуты. А недавно физики показали, что ядра бария-144 обладают грушевидной формой. 

 

Владимир Королёв





Опубликовано: legioner     Источник

Похожие публикации


Добавьте комментарий

Новости партнеров


Loading...

Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Наверх