Физики раскрыли загадку аномально медленных бета-распадов
// фото: Fotolia / montebell
10:59, 12 Mar 2019
просмотров 326 | 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)

    Сегодня предстоят незапланированные траты. Многие будут сегодня чересчур эмоциональны. Скорее всего, именно этот день позволит Вам прийти к согласию с партнёром или обрести мир в душе. Вечером хорошо размяться в тренажерном зале.

    Источник

  • ТЕЛЕЦ

    ТЕЛЕЦ (21 апреля - 21 мая)

    День отмечен важными переменами и получением неожиданных неприятных известий. Наконец принесет плоды дело, которое Вы уже считали совсем гиблым. Уделите больше внимания детям, надолго не упускайте их из виду, чтобы не потерялись или не натворили бед. Вероятно получение премии.

    Источник

  • БЛИЗНЕЦЫ

    БЛИЗНЕЦЫ (22 мая - 21 июня)

    Благодаря Вашему опыту сегодня удастся правильно распорядиться имеющими средствами. Велика вероятность того, что Вас попросят заплатить по старым счетам. Чем сложнее Ваша задача, тем лучше Вы ее реализуете. Вечером постарайтесь хорошенько отдохнуть, примите перед сном теплую ванну для снятия напряжения.

    Источник

  • РАК

    РАК (22 июня - 23 июля)

    Сегодня предстоят незапланированные траты. Вы ведете правильную финансовую политику, но постоянно возникают искушения, и надо разумно распорядиться своими средствами. Чтобы избежать неприятностей, возможно, вам необходимо изменить манеру поведения и отношения к некоторым знакомым. Непредвиденные событие может привести к серьезным конфликтам дома.

    Источник

  • ЛЕВ

    ЛЕВ (24 июля - 23 августа)

    День отмечен важными переменами и получением неожиданных неприятных известий. Ваши мысли сегодня будут упорядочены и четки, а речь ясна и убедительна. Отличное настроение и боевой настрой, полученные вместе с утренним зарядом бодрости, способствуют Вашему самоутверждению. Увлеченный и долгий труд - вот символ сегодняшнего дня.

    Источник

  • ДЕВА

    ДЕВА (24 августа - 23 сентября)

    Благодаря Вашему опыту сегодня удастся правильно распорядиться имеющими средствами. Любовное свидание лучше отложить - ни к чему хорошему оно не приведет. В течении дня следует избегать категоричности суждений и индивидуальной работы, требующей сосредоточенности. Будьте осторожнее с ядовитыми веществами, тщательно соблюдайте дозировку лекарств.

    Источник

  • ВЕСЫ

    ВЕСЫ (24 сентября - 23 октября)

    Сегодня предстоят незапланированные траты. На всякий случай обойдите вопросы наследства, иначе ничего, кроме раздражения и обид, не получится. Вам не удастся уйти от неприятного серьезного разговора. Ваше настроение улучшится.

    Источник

  • СКОРПИОН

    СКОРПИОН (24 октября - 22 ноября)

    День отмечен важными переменами и получением неожиданных неприятных известий. Не спешите довериться малознакомым людям. Хорошее время для разностороннего общения, встреч с друзьями, партнёрства любого вида и проведения культурных мероприятий. Выгодно продавать валюту.

    Источник

  • СТРЕЛЕЦ

    СТРЕЛЕЦ (23 ноября - 21 декабря)

    Благодаря Вашему опыту сегодня удастся правильно распорядиться имеющими средствами. Все, что будет происходить, пойдет Вам на пользу, каким бы странным ни казалось на первый взгляд. Вам могут сделать выгодное деловое предложение, от которого не следует отказываться. Ваши отношения могут зайти в тупик.

    Источник

  • КОЗЕРОГ

    КОЗЕРОГ (22 декабря - 20 января)

    Сегодня предстоят незапланированные траты. Актуальными станут распределение доходов, уплата налогов и пошлин. Дела назначенные на сегодня, пройдут на редкость удачно. Помогите окружающим и они будут Вам благодарны.

    Источник

  • ВОДОЛЕЙ

    ВОДОЛЕЙ (21 января - 19 февраля)

    День отмечен важными переменами и получением неожиданных неприятных известий. Гармоничная космическая ситуация способствует Вашему финансовому благополучию. Приобретенное сегодня либо окажется со скрытым браком, либо вскоре разочарует Вас. Успешным окажется обращение в органы власти.

    Источник

  • РЫБЫ

    РЫБЫ (20 февраля - 20 марта)

    Благодаря Вашему опыту сегодня удастся правильно распорядиться имеющими средствами. Сегодня можно смело брать ссуды и делать денежные вклады под проценты. При встрече с любимым человеком, возможны серьезные осложнения отношений, вплоть до размолвки. Вечером хорошо размяться в тренажерном зале.

    Источник


Banca Nationala a Moldovei
Архив
Архив
Аналитика
Николай Костыркин,
IZBORSK.MD
Loading...