Физики раскрыли загадку аномально медленных бета-распадов
// фото: Fotolia / montebell
10:59, 12 Mar 2019
просмотров 224 | 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)

    День чреват для Вас любовными переживаниями, разочарованиями, интригами. Влиятельные люди помогут вашему продвижению по службе. Не принимайте никаких важных решений и серьезных обязательств - на сегодняшний день время для этого еще не настало. Удача будет сопутствовать Вам на каждом шагу.

    Источник

  • ТЕЛЕЦ

    ТЕЛЕЦ (21 апреля - 21 мая)

    Сегодня не наделайте ошибок на работе. Вы сможете интуитивно понять как согласовать Ваши личные честолюбивые замыслы с желаниями окружающих Вас людей. Несмотря ни на какие испытания и препятствия на Вашем пути к победе и успеху, постарайтесь сохранять спокойствие, новые знакомства нежелательны. Вероятно романтическое знакомство с человеком издалека.

    Источник

  • БЛИЗНЕЦЫ

    БЛИЗНЕЦЫ (22 мая - 21 июня)

    Расположение планет препятствует нормальному течению всех дел. Известие, которое сегодня придет к Вам, станет весьма неожиданным и радостным для всех домочадцев. Подходящий момент для выяснения отношений с любимым человеком. Не назначайте на сегодня деловые переговоры.

    Источник

  • РАК

    РАК (22 июня - 23 июля)

    День чреват для Вас любовными переживаниями, разочарованиями, интригами. Мечты должны соответствовать реальности. Скорее всего, вас ждут сегодня материальные затруднения. Удачны коммерческие операции, возможна помощь из-за границы.

    Источник

  • ЛЕВ

    ЛЕВ (24 июля - 23 августа)

    Сегодня не наделайте ошибок на работе. Ваша работа и долг перед близкими поглотят все Ваше внимание. Если, вы не состоите в браке, то возможно, нужно зарегистрировать свой союз. Воздержитесь от тяжелой пищи.

    Источник

  • ДЕВА

    ДЕВА (24 августа - 23 сентября)

    Расположение планет препятствует нормальному течению всех дел. В отношении с начальством не рекомендуется терять чувство меры и такта. Придется вернуться к вопросам, встававшим ранее и уже считавшимся закрытыми. Вечером ждите приятных гостей.

    Источник

  • ВЕСЫ

    ВЕСЫ (24 сентября - 23 октября)

    День чреват для Вас любовными переживаниями, разочарованиями, интригами. Встреча с любимым человеком будет необыкновенно страстной. Неблагоприятный день для активности в делах, натиска, упорства в достижении цели. Будьте осторожны с начальником.

    Источник

  • СКОРПИОН

    СКОРПИОН (24 октября - 22 ноября)

    Сегодня не наделайте ошибок на работе. День пройдет эффективно, если Вы направите свой потенциал на решение дел, требующих физическую нагрузку. Сегодня не торопите события - это не самый благоприятный день для кардинальных перемен. Смело назначайте свидания.

    Источник

  • СТРЕЛЕЦ

    СТРЕЛЕЦ (23 ноября - 21 декабря)

    Расположение планет препятствует нормальному течению всех дел. Деньги, которые Вы дадите в долг сегодня, вернут с большим опозданием, а то и не вернут вовсе. Радостным и полезным окажется общение со старшими родственниками, с друзьями. Благоприятны предпринимательство и торговля.

    Источник

  • КОЗЕРОГ

    КОЗЕРОГ (22 декабря - 20 января)

    День чреват для Вас любовными переживаниями, разочарованиями, интригами. На вечер можно запланировать поход к парикмахеру. Смело идите на контакт с представителями иностранной организации. В голову придут плодотворные идеи.

    Источник

  • ВОДОЛЕЙ

    ВОДОЛЕЙ (21 января - 19 февраля)

    Сегодня не наделайте ошибок на работе. Зря не обольщайтесь и не отчаивайтесь, неудачи будут кратковременными. Успех Вам гарантирован только тогда, когда Вы сумете правильно выбрать момент и убедить окружающих в своей правоте. Вероятно достижение большого успеха в разных деловых операциях.

    Источник

  • РЫБЫ

    РЫБЫ (20 февраля - 20 марта)

    Расположение планет препятствует нормальному течению всех дел. Сегодня попробуйте объективно оценить ситуацию, проявите такт и добросердечие. Возможны перебои в подаче электроэнергии. Вечер многие посветят любви и развлечениям.

    Источник


Banca Nationala a Moldovei
Архив
Архив
Loading...