Физики раскрыли загадку аномально медленных бета-распадов
// фото: Fotolia / montebell
10:59, 12 Mar 2019
просмотров 267 | комментариев 0

Необъяснимо низкая частота бета-распадов нестабильных изотопов оказалась связана с тем, что в этом процессе участвует не один протон, как раньше считали ученые, а пары частиц в ядре атомов. Об этом пишут ученые из США, опубликовавшие статью в журнале Nature Physics.

"Никто не понимал, что именно подавляло эти распады. Этот феномен словно возникал сам по себе. Мы выяснили, что эти аномалии можно объяснить, включив второй нуклон в процесс распада, к примеру, если два протона распадаются в протон и нейтрон или протон и нейтрон превращаются в два нейтрона", — заявил Гот Хаген (Gaute Hagen) из Национальной лаборатории Ок-Ридж в Ноксвилле (США), передает РИА Новости.

Все ядра элементов тяжелее водорода состоят из двух типов элементарных частиц – протонов, заряженных положительно, и нейтронов, не имеющих заряда. То, как много протонов и нейтронов содержит атом, определяет то, насколько стабильным он является. При избытке и того, и другого типа частиц ядро старается избавиться от "лишних" протонов или нейтронов, выбрасывая или альфа-частицу, "голое" ядро гелия-4, или же превращая один из нейтронов в протон или наоборот.

Более полувека назад физики заметили одну крайне необычную аномалию – бета-распады нестабильных атомов происходили примерно на 25% реже, чем предсказывали теоретические расчеты, построенные на базе наблюдений за поведением свободных нейтронов. Объяснений этой аномалии у ученых не было, что заставляло их активно искать возможные следы "новой физики" в этом "глушении", как начали называть данный феномен теоретики.

Хаген и его коллеги смогли разгадать эту загадку благодаря двум вещам – мощному суперкомпьютеру Titan, который позволил физикам просчитать взаимодействия протонов и нейтронов внутри сложно устроенных ядер атомов, а также опытам с оловом-100, "двойным магическим изотопом" этого металла.

Так ученые называют определенные версии разных элементов, чьи ядра содержат в себе определенное число протонов или нейтронов – к примеру, 2, 8, 20, 28 или 50. Соответственно, изотоп называется "двойным магическим" если число и тех, и других нуклонов входит в эту последовательность. Все носители "магических чисел" обладают заметно более высокой стабильностью, чем предсказывает теория, и их поведение гораздо проще просчитывать.

Что самое интересное, олово-100, как объясняет Хаген, "нарушает" эту аномалию и превращается в индий-100, вырабатывая позитрон и нейтрино несколько чаще, чем другие атомы. В свою очередь, индий-100 превращается в кадмий-100 уже с "нормальной" низкой частотой, укладывающейся в общую закономерность.

Эти расхождения заставили ученых проследить за распадами и того, и другого изотопа в лаборатории и просчитать их структуру при помощи Titan, используя методы квантовой химии. Эта компьютерная модель, в отличие от многих других попыток просчитать свойства нестабильных ядер, включала в себя взаимодействия двух, трех или большего числа нуклонов.

Как оказалось, этого небольшого дополнения вполне хватило для того, чтобы объяснить существование аномалий в частоте бета-распадов не только для олова-100, но и для более легких элементов, чье поведение ученые просчитали впоследствии. В ближайшее время американские физик планируют уточнить и перепроверить свои выкладки, проведя аналогичные расчеты на базе другого двойного магического изотопа, кальция-48, распадающегося несколько иным путем.

Хаген и его коллеги надеются, что их текущие и новые выкладки помогут ученым не только ускорить поиски новой физики, других "магических" изотопов, измерить массу нейтрино и раскрыть тайны устройства ядра, но и решить другие проблемы, связанные уже с астрономией, а не физикой частиц.

К примеру, теперь астрофизики смогут точно просчитать то, как устроены недра нейтронных звезд, где подобные превращения играют ключевую роль в охлаждении этих "мертвых светил". Это крайне важно для определения их возраста и того, какую роль они играют в формировании запасов всех тяжелых элементов Вселенной.




Комментарии


Другие новости


Последние новости Наиболее читаемые сегодня Наиболее читаемые за неделю




Погода

Гороскоп
  • ОВЕН

    ОВЕН (21 марта - 20 апреля)

    Сегодняшний вечер сделает супружеские отношения более гармоничными. И будьте внимательны в выборе партнеров - возможно, это надолго. Общение с близкими и любимыми доставит удовольствие. Повысится Ваша деловая активность.

    Источник

  • ТЕЛЕЦ

    ТЕЛЕЦ (21 апреля - 21 мая)

    На этот день не стоит планировать деловые встречи. Вы постепенно утратите чувство уверенности в себе. Возрастет вероятность обострения хронических заболеваний на нервной почве. Велик шанс найти покровителя или спонсора.

    Источник

  • БЛИЗНЕЦЫ

    БЛИЗНЕЦЫ (22 мая - 21 июня)

    Сегодня Вам могут вернуть долг или сделать ценный подарок. Вам возможно, удастся четко сформулировать свои цели и задачи. Соблюдайте во всем меру, особенно это касается острого и соленого. Вероятны бытовые хлопоты.

    Источник

  • РАК

    РАК (22 июня - 23 июля)

    Сегодняшний вечер сделает супружеские отношения более гармоничными. Не стоит горячится и волноваться, иначе не избежать печального исхода. Успешной будет интеллектуальная и творческая деятельность, которая вдохновит Вас новыми идеями. Вероятно возобновление старых сердечных привязанностей.

    Источник

  • ЛЕВ

    ЛЕВ (24 июля - 23 августа)

    На этот день не стоит планировать деловые встречи. Постарайтесь избежать ссоры с любимым человеком, возможно сегодня это окажется сложно выполнить. Не принимайте никаких важных решений и серьезных обязательств - на сегодняшний день время для этого еще не настало. Выгодно покупать валюту.

    Источник

  • ДЕВА

    ДЕВА (24 августа - 23 сентября)

    Сегодня Вам могут вернуть долг или сделать ценный подарок. Если Вы в ссоре, самое время помириться. Несмотря ни на какие испытания и препятствия на Вашем пути к победе и успеху, постарайтесь сохранять спокойствие, новые знакомства нежелательны. Хорошо пойдут дела у финансистов.

    Источник

  • ВЕСЫ

    ВЕСЫ (24 сентября - 23 октября)

    Сегодняшний вечер сделает супружеские отношения более гармоничными. Ваша прямота и откровенность помогут развеять недоговорённости. Подходящий момент для выяснения отношений с любимым человеком. Вечером Вы станете еще более раздражительнее.

    Источник

  • СКОРПИОН

    СКОРПИОН (24 октября - 22 ноября)

    На этот день не стоит планировать деловые встречи. Не исключено, что Вас разочаруют действия близких людей. Скорее всего, вас ждут сегодня материальные затруднения. Стоит побольше внимания посвятить себе, своему здоровью.

    Источник

  • СТРЕЛЕЦ

    СТРЕЛЕЦ (23 ноября - 21 декабря)

    Сегодня Вам могут вернуть долг или сделать ценный подарок. Настроение может совсем опустится до нуля, если только Вы не встретите человека, общение с которым заставит Вас забыть о неприятном. Если, вы не состоите в браке, то возможно, нужно зарегистрировать свой союз. Будьте осторожны с самолетом.

    Источник

  • КОЗЕРОГ

    КОЗЕРОГ (22 декабря - 20 января)

    Сегодняшний вечер сделает супружеские отношения более гармоничными. Велика вероятность трений в рабочем коллективе. Придется вернуться к вопросам, встававшим ранее и уже считавшимся закрытыми. Удачный день для людей творческих профессий.

    Источник

  • ВОДОЛЕЙ

    ВОДОЛЕЙ (21 января - 19 февраля)

    На этот день не стоит планировать деловые встречи. Вы можете достичь неплохих творческих успехов. Неблагоприятный день для активности в делах, натиска, упорства в достижении цели. Побольше решительности и сосредоточенности.

    Источник

  • РЫБЫ

    РЫБЫ (20 февраля - 20 марта)

    Сегодня Вам могут вернуть долг или сделать ценный подарок. В случаи ссоры, все Ваши попытки примирить конфликтующие стороны только подольют масло в огонь. Сегодня не торопите события - это не самый благоприятный день для кардинальных перемен. Повысится Ваша деловая активность.

    Источник


Banca Nationala a Moldovei
Архив
Архив
Loading...