Лента новостей

11:02
В армию призывают роботов
10:55
Комплект ЗАС
10:43
Комплексная модернизация: российская армия готовится получить новейшее оружие
10:42
Германия потеряла более 42 тысяч рабочих мест из-за антироссийских санкций
10:41
Франция: гонения на Марин Лё Пен усиливаются
10:40
Итоги «цветных майданов»: Хаос вместо прогресса
10:39
Минобороны опубликовало видео пуска новой противоракеты
10:37
Полудержавный властелин Александр Меншиков
10:36
Капризный Порошенко: что не устраивает украинского лидера в проекте «Восточное партнерство»
10:24
Лебединая песня «матушки» Меркель
10:19
Le Figaro: Авария на «Маяке» всплывает 60 лет спустя
10:14
«Русские не смогут долго удерживать Абу-Кемаль»
10:08
Tokyo Shimbun: США снова взяли КНДР на карандаш
09:08
Порошенко дал понять Европе, кто у него хозяин
09:02
Al-Ahed News Website: «Скромное» оружие России против авианосцев США
08:58
Якутия: Алмазную республику налоговым гнетом не испугать
08:36
Шахматная доска России
07:23
«Призрак» уничтожил спецгруппу ВСУ: Они выскочили на пулемёты
07:22
Поражение США: американцы все же уйдут из Сирии
07:21
Почему нам не страшен "быстрый глобальный удар"
07:19
«Терминаторы» получили российские навигаторы
07:18
Лебединая песня «матушки» Меркель
07:14
Конопля возвращается на поля
07:13
«Лучше иметь возможности для ближнего воздушного боя, чем не иметь их»
00:24
Захар Прилепин. Америка России показала свои широко закрытые глаза
00:23
Теперь будет настоящая борьба: за нефть, за воду и трубу
00:22
ЛНР: эпоха Плотницкого закончилась
00:20
Каждый майдаун будет выявлен и наказан
00:00
Этот день в истории - 24 Ноября
22:53
США готовят Украину к новой эскалации
22:51
Погружение в смерть: аргентинская подлодка стала "Курском-2"
22:38
The Times: Президент Путин присвоил победу над ИГИЛ в Сирии
22:34
Как может распасться Россия
22:29
В аэропорту Варшавы повесили карту с польским Львовом
22:28
Переполох в бандеровском логове: Львов завалили символикой ДНР
22:25
Луганская интрига близка к развязке
22:24
«Всевидящее око» из Таганрога
22:21
Ядерный блэкджек: Ту-160 достали из архива
22:11
По итогам учений «Запад-2017» в НАТО увидели преимущества российской армии
22:09
Делёж власти: ЛНР и ДНР падут за трое суток
22:05
Опасно: Зона заражения Харьков...
22:02
Матрица Госдепа: Вакарчук – преемник Порошенко
22:01
Астановитесь!
21:58
Бросающий вызов
21:54
Новые правила Польши заставят украинцев затянуть пояса
Все новости

Архив публикаций

«    Ноябрь 2017    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
27282930 


» » 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

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