Физики раскрыли загадку аномально медленных бета-распадов
// фото: Fotolia / montebell
10:59, 12 Mar 2019
просмотров 401 | 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)

    Этот день хорош для зачатия ребенка и интимной близости, но он плох для осуществления крупных покупок. Встреча с любимым человеком будет необыкновенно страстной. Если вы меняете работу, то есть шанс успешно оформится на новом рабочем месте или приступить к осуществлению смелого проекта. В первой половине дня возможны нарушения планов.

    Источник

  • ТЕЛЕЦ

    ТЕЛЕЦ (21 апреля - 21 мая)

    Сегодня возможны перемены. День пройдет эффективно, если Вы направите свой потенциал на решение дел, требующих физическую нагрузку. Отложите решение любых финансовых проблем, не подписывайте никаких документов. Удача будет сопутствовать Вам на каждом шагу.

    Источник

  • БЛИЗНЕЦЫ

    БЛИЗНЕЦЫ (22 мая - 21 июня)

    День принесет много тревог и волнений, связанных с близким человеком. Деньги, которые Вы дадите в долг сегодня, вернут с большим опозданием, а то и не вернут вовсе. Вам будет сопутствовать успех в отношениях с противоположным полом. Вероятно романтическое знакомство с человеком издалека.

    Источник

  • РАК

    РАК (22 июня - 23 июля)

    Этот день хорош для зачатия ребенка и интимной близости, но он плох для осуществления крупных покупок. На вечер можно запланировать поход к парикмахеру. Сотрудничество принесет Вам прибыль и выгодные деловые связи. Не назначайте на сегодня деловые переговоры.

    Источник

  • ЛЕВ

    ЛЕВ (24 июля - 23 августа)

    Сегодня возможны перемены. Зря не обольщайтесь и не отчаивайтесь, неудачи будут кратковременными. После великих свершений на трудовом фронте просите повышения - давно пора, и начальство прекрасно об этом знает. Удачны коммерческие операции, возможна помощь из-за границы.

    Источник

  • ДЕВА

    ДЕВА (24 августа - 23 сентября)

    День принесет много тревог и волнений, связанных с близким человеком. Сегодня попробуйте объективно оценить ситуацию, проявите такт и добросердечие. Вас могут ждать награды или порицания, в зависимости от того, как Вы действовали в прошлом. Воздержитесь от тяжелой пищи.

    Источник

  • ВЕСЫ

    ВЕСЫ (24 сентября - 23 октября)

    Этот день хорош для зачатия ребенка и интимной близости, но он плох для осуществления крупных покупок. И будьте внимательны в выборе партнеров - возможно, это надолго. Неудачный день для секса. Вечером ждите приятных гостей.

    Источник

  • СКОРПИОН

    СКОРПИОН (24 октября - 22 ноября)

    Сегодня возможны перемены. Вы постепенно утратите чувство уверенности в себе. Проверяйте срок годности на препаратах, которые Вы собираетесь употребить, ни в коем случае не превышайте дозировку. Будьте осторожны с начальником.

    Источник

  • СТРЕЛЕЦ

    СТРЕЛЕЦ (23 ноября - 21 декабря)

    День принесет много тревог и волнений, связанных с близким человеком. Вам возможно, удастся четко сформулировать свои цели и задачи. Звезды напоминают о том, что нужно навестить родных. Смело назначайте свидания.

    Источник

  • КОЗЕРОГ

    КОЗЕРОГ (22 декабря - 20 января)

    Этот день хорош для зачатия ребенка и интимной близости, но он плох для осуществления крупных покупок. Не стоит горячится и волноваться, иначе не избежать печального исхода. Удачный день для посещения госучереждений - получите четкие и квалифицированные консультации специалистов, без проволочек решатся важные дела. Благоприятны предпринимательство и торговля.

    Источник

  • ВОДОЛЕЙ

    ВОДОЛЕЙ (21 января - 19 февраля)

    Сегодня возможны перемены. Постарайтесь избежать ссоры с любимым человеком, возможно сегодня это окажется сложно выполнить. Хотите полюбить королеву или заработать миллион? Тогда, это Ваш день. В голову придут плодотворные идеи.

    Источник

  • РЫБЫ

    РЫБЫ (20 февраля - 20 марта)

    День принесет много тревог и волнений, связанных с близким человеком. Если Вы в ссоре, самое время помириться. Возможно, сегодня, Вам предложат выгодное дело. Вероятно достижение большого успеха в разных деловых операциях.

    Источник


Banca Nationala a Moldovei
Архив
Архив
Loading...