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yb体育APP下载—不可能的成为可能!研究团队创造了迄今为止世界上最轻的镁同位素
 时间 : 2022-07-30  

12月24日动静, 密歇根州立年夜学 (MSU) 与一个国际研究团队合作,建立了迄今为止世界上最轻的镁同位素。

这类同位素在 MSU 或 NSCL 的国度超导盘旋加快器尝试室铸造而成,很是不不变,以致在在科学家们可以直接丈量之前它就会分化。但是,这类对存在不感爱好的同位素可以帮忙研究人员更好地领会界说我们存在的原子是若何制造的。

该团队由中国北京年夜学的研究人员带领,包罗来自密歇根州立年夜学圣路易斯华盛顿年夜学和其他机构的科学家。

代表新同位素镁 18 的图象。图片来历:SM Wang / 复旦年夜学和罕见同位素束举措措施

“我感爱好的一个年夜问题是宇宙元素从何而来,”罕见同位素束举措措施 (FRIB) 化学助理传授凯尔·布朗 (Kyle Brown) 说。布朗是这项新研究的带领者之一,该研究在 12 月 22 日由《物理评论快报》在线颁发。

“这些元素是若何制成的?这些进程是若何产生的?” 布朗问道。

新同位素自己不会回覆这些问题,但它可以帮忙完美科学家为注释这些谜团而开辟的理论和模子。

地球富含自然镁,这些镁是好久之前在恒星中铸造而成的,从那时起,它已成为我们饮食和地壳矿物资的主要构成部门。但这类镁是不变的,它的原子核或原子核不会四分五裂。

但是,新的镁同位素太不不变,没法在天然界中找到。可是经由过程利用粒子加快器来制造愈来愈奇特的同位素,科学家们可以冲破模子的极限,帮忙注释所有原子核是若何构建和连结在一路的。

反过来,这有助在猜测在我们可能永久没法直接在地球上摹拟或丈量的极端宇宙情况中会产生甚么。

“经由yb体育app下载过程测试这些模子并使它们愈来愈好,我们可以揣度出我们没法权衡它们的处所是若何工作的,”布朗说:“我们正在权衡我们可以权衡的工具,以猜测我们不克不及权衡的工具。”

自 1982 年以来,NSCL 一向在帮忙全球的科学家进一步领会人类对宇宙的领会。 FRIB 将在 2022 年最先尝试时延续这一传统。FRIB 是美国能源部科学办公室 (DOE-SC) 的用户举措措施,撑持 DOE 的任务-SC 核物理办公室。

“FRIB 将丈量良多我们曩昔没法丈量的工具,”布朗说:“我们现实上有一个颠末核准的尝试集在 FRIB 上运行。我们应当可以或许缔造另外一个之前没有制造过的原子核。”

在进入将来的尝试之前,布朗介入了四个分歧的项目,这些项目制造了新的同位素。这包罗最新的镁 18。

所有镁原子的原子核内都有 12 个质子。之前,最轻的镁有 7 个中子,总共有 19 个质子和中子——是以被定名为镁 19。

代表新同位素镁 18 的图象。图片来历:SM Wang / 复旦年夜学和罕见同位素束举措措施

为了制造比一个中子更轻的镁 18,该团队最先利用不变版本的镁,即镁 24。NSCL 的盘旋加快器将一束镁 24 原子核加快到光速的一半摆布,并将该束射入方针,这是一种由元素铍制成的金属箔。而这只是第一步。

“这类碰撞为你供给了一堆比镁 24 轻的分歧同位素,”布朗说:“但从那汤里,我们可以选择我们想要的同位素。”

在这类环境下,该同位素是镁 20。此版本不不变,这意味着它凡是会在十分之一秒内衰减。是以,该团队正预备让镁 20 与年夜约 30 米或 100 英尺外的另外一个铍方针相撞。

“但它以光速的一半行进,”布朗说:“它很快就到了。”

恰是下一次碰撞发生了镁 18,它的寿命在六分之一秒的规模内。这是一个如斯短的时候,以致在镁 18 不会在四分五裂之前用电子袒护本身成为一个成熟的原子。它仅作为裸核存在。

事实上,镁 18 从未分开铍靶的时候太短了,新同位素在方针内部衰变。

这意味着科学家不克不及直接查抄同位素,但他们可以表征其衰变的迹象。镁 18 起首从其原子核中发射两个质子成为氖16,然后再发射两个质子成为氧 14。经由过程阐发逃离方针的质子和氧气,该团队可以揣度出镁 18 的特征。

“这是一个团队的尽力。每一个人都在这个项目上很是尽力,”布朗说:“这很是使人兴奋。人们其实不是天天城市发现一种新的同位素。”

也就是说,科学家们每一年城市在已知同位素列表中添加新条目,数目以千计。

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