В желанието си да открие къде точно е краят на периодичната таблица на химичните елементи, международен екип от специалисти хвърля повече светлина върху това какво се случва в крайните стойности на броя на неутроните и протоните, предава EurekAlert.
В изследване, публикувано в списание Nature, учените разказват повече за структурата на атомните ядра на фермия (елемент 100) и нобелия (елемент 102) с различен брой неутрони.
Елементите в края на периодичната таблица не се срещат в природата и за да бъдат изследвани, трябва да бъдат получени чрез комбинация от ядрени реакции, управлявани от ускорители, или механизми за размножаване в реактори.
С помощта на лазерна спектроскопия екипът успява да измери ядрения радиус на няколко изотопа на нобелий и фермий.
За разлика от по-леките области на ядрената диаграма, където се наблюдават възходящи пречупвания, пресичащи обвивките, тенденцията през ключовото неутронно число се оказва плавна. Това показва, че ефектите на ядрената обвивка, дължащи се на няколко нуклеона, имат намалено влияние с приближаването към така наречените свръхтежки елементи и ядрата се държат по-скоро като деформирана капка течност.
Изследователи от катедрата по физика на Ливърпулския университет , професор Брадли Чил и д-р Чарли Девлин, допринасят за експерименталните дейности на изследването, свързани с нобелиума.
Това включва работа с лазерно оборудване за изследване на атоми на нобелиум и измерване на тяхната атомна хиперфинна структура. Ключов изотоп се получава от разпадането на атоми на лавренций, които се улавят от сноп продукти на ядрена реакция и се нагряват импулсно от улавяща нишка, резонансно се йонизират и след това се идентифицират чрез характерния им отпечатък от алфа разпада.
Благодарение на приноса на изследователите от Ливърпулския университет, двете изследвания са обединени в една публикация с голям ефект, за да се разгледа обща тема.
Професор Брадли Чил, който е и съавтор на експериментите с нобелиум, заявява: „Какво се случва в крайните стойности на броя на неутроните и протоните и къде може да свърши периодичната таблица? Това е вечният въпрос в ядрената физика. Настоящото изследване дава нови отговори на този въпрос. Тук, в Ливърпул, ние изиграхме важна роля в експериментите с нобелиум, които са част от това изследване. Тази работа съчетава нашия опит в лазерната спектроскопия - метод, който традиционно се ограничава до радиоактивните изотопи на естествено срещащите се елементи, с постиженията в специализирани съоръжения, способни да произвеждат най-тежките елементи.“
Изследването се основава на по-ранна работа с участието на професор Чил, публикувана в Nature през 2016 г., в която се съобщава за лазерна спектроскопия, извършена за първи път върху нобелиум.
Това позволява не само изследвания на ядрената структура(https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.120.232503), но и на атомната структура(https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.120.263003), включително точно определяне на йонизационния потенциал на този елемент, който няма първични изотопи.
Изследването включва международно сътрудничество на 27 института от 7 държави. Експериментите са проведени в ускорителя GSI/FAIR и в университета „Йоханес Гутенберг“ в Майнц.
Можете да прочетете съобщението на GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschun тук.
