Eπιστήμονες δημιουργούν παράξενο πυρήνα σε σχήμα κολοκύθας που εξαφανίζεται σε νανοδευτερόλεπτα

08:07 1/5/2022 - Πηγή: Huffington Post Greece

.

Φυσικοί από την Φινλανδία δημιούργησαν έναν ατομικό πυρήνα σε σχήμα κολοκύθας που εκτοξεύει πρωτόνια σε ένα σπάνιο είδος ραδιενεργού διάσπασης.

Ο πυρήνας, το λουτέτιο-149 *, έχει τον μικρότερο χρόνο ημιζωής από οποιαδήποτε από μια ομάδα ραδιενεργών στοιχείων που ονομάζονται εκπομπές πρωτονίων, σύμφωνα με το PhysicsWorld. Χάνει το ήμισυ της ραδιενέργειας του (διασπάται σε άλλα στοιχεία) σε μόλις 450 νανοδευτερόλεπτα, ανέφεραν οι φυσικοί στις 16 Μαρτίου στο περιοδικό Physical Review Letters.

Το λουτέτιο είναι ένα στοιχείο

σπανίων γαιών που εμφανίζεται στη φυσική του μορφή ως αργυρόχρωμο μέταλλο με 71 πρωτόνια και 71 νετρόνια στον πυρήνα του. Συνήθως εμφανίζεται παράλληλα με το μεταλλικό στοιχείο υττέρβιο στον φλοιό της Γης.

Στη δεκαετία του 1980, οι επιστήμονες παρατήρησαν ένα ισότοπο λουτέτιου - μια παραλλαγή του ατόμου με διαφορετικό αριθμό νετρονίων στον πυρήνα - γνωστό ως λουτέτιο-151, να διασπάται και να πετάει ένα πρωτόνιο από τον πυρήνα του ενώ βρισκόταν στη βασική του κατάσταση.

Η θεμελιώδης κατάσταση είναι το χαμηλότερο επίπεδο ενέργειας που μπορούν να έχουν τα ηλεκτρόνια ενός ατόμου και η πιο σταθερή διαμόρφωσή του. Η εκπομπή πρωτονίων είναι σπάνια και το λουτέτιο-151 ήταν το πρώτο ισότοπο που παρατηρήθηκε ότι εκπέμπει πρωτόνια ενώ διασπάται στη σταθερή βασική του κατάσταση.

Η μελέτη της διάσπασης πρωτονίων επιτρέπει στους ερευνητές να κοιτάξουν μέσα στον πυρήνα ενός ατόμου και να κατανοήσουν πώς συνδέονται μεταξύ τους τα πρωτόνια και τα νετρόνια.

Ως μέρος αυτής της γραμμής έρευνας, ο Κάλλε Αουράνεν, μεταδιδακτορικός ερευνητής στη φυσική στο Πανεπιστήμιο του Γυβάσκυλα, και οι συνεργάτες του δημιούργησαν ένα νέο ισότοπο λουτέτιου, το λουτέτιο-149, το οποίο έχει 71 πρωτόνια και 78 νετρόνια στον πυρήνα του. Βρήκαν ότι το λουτέτιο-149 ήταν ακόμη πιο περίεργο από το λουτέτιο-151.

Για ένα πράγμα, ο πυρήνας του δεν είναι μια τακτοποιημένη σφαίρα, αλλά μάλλον μια στενόμακρη στριμωγμένη σφαίρα που μοιάζει λίγο με κολοκύθα. Αυτό είναι γνωστό ως πλάγια παραμόρφωση και το λουτέτιο-149 είναι ο πιο παραμορφωμένος πυρήνας που έχει μετρηθεί ποτέ.

Ο χρόνος ημιζωής του λουτέτιου-149  είναι επίσης σημαντικά μικρότερος από τον χρόνο ημιζωής του λουτέτιου-151 των 80,6 χιλιοστών του δευτερολέπτου.

Οι ερευνητές δημιούργησαν το ισότοπο πυροδοτώντας ένα ισότοπο νικελίου, το νικέλιο-58, σε ένα ισότοπο ρουθηνίου, το ρουθήνιο-96, σύμφωνα με το PhysicsWorld. Το νέο ισότοπο λουτετίου διασπάται σε υττέρβιο-148, το οποίο από μόνο του δεν κολλάει για πολύ: Έχει χρόνο ημιζωής 250 χιλιοστά του δευτερολέπτου.

Σύμφωνα με το PhysicsWorld, ίσως είναι δυνατό να δημιουργηθεί λουτέτιο-148, το οποίο μπορεί να διαρκέσει λίγο περισσότερο από το λουτέτιο-149.

Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα για τον νέο πυρήνα κολοκύθας στο PhysicsWorld.

―-

* Το χημικό στοιχείο Λουτήτιο, Λουτέτιο ή Λουτέτσιο είναι ένα μέταλλο με ατομικό αριθμό 71 και ατομικό βάρος 174,967 u. Έχει θερμοκρασία τήξης 1656 C° και θερμοκρασία βρασμού 3315 C°. Ανακαλύφθηκε το 1907 από τον Γάλλο χημικό Ζωρζ Υρμπαίν. Του έδωσε το όνομα της Ρωμαϊκής πόλης που ήταν χτισμένη στην θέση του σημερινού Παρισιού, της Λουτεσίας.