Obrázek: Zdroj: Pixabay, autor. Geralt, licence: Pixabay License, Free for commercial use

34, nové magické číslo pro neutrony

Atomová jádra obsahující 34 neutronů by měla být relativně stabilnější. Tato hypotéza byla navržena již dříve, nyní ji potvrdily experimenty v japonském vědeckém centru RIKEN.
Částice v jádře neplavou v nějaké „polévce“. Oproti tomuto dřívějšímu přesvědčení se dnes soudí, že jádro se do jisté míry podobá elektronovému obalu, obsahuje také jednotlivé vrstvy o různé energii. Také zde platí Fermiho vylučovací princip (protony a neutrony jsou podobně jako elektrony fermiony, mají neceločíselný spin), a stejně tak jako u elektronových orbitalů se i v jádře ukazuje, že úplně zaplněné „slupky“ přidávají na stabilitě. Podobně jako elektronová konfigurace helia tedy prvku brání v reakcí chemických, zaplněné vrstvy v jádře snižují pravděpodobnost rozpadu jádra. A 34 neutronů, toto „magické číslo“, má odpovídat právě nějaké takové zaplněné vrstvě. Dosud známá magická čísla jsou 2, 8, 20, 28, 50, 82 a 126, ale bude asi existovat celá řada dalších. (Poznámky PH: Není ta vrstvová představa jádra stále spíše model? Když mluvíme o magických číslech jen pro neutrony, znamená to, že protony a neutrony by nějak měly své vlastní vrstvy? Richard Feynman kdysi zmiňoval i modely, kdy jádro je složeno částečně z „polévky“ a až kolem ní jsou ve vrstvách další částice.)
Nynější experimenty se uskutečnily s vápníkem o atomové hmotnosti 54, tedy s 20 protony a 34 neutrony. Toto jádro sice stabilní zrovna není (neutronů je na tak lehký prvek v poměru k protonům moc), nicméně je stabilní oproti vápníku s podobným počtem neutronů (i sudému). Podařilo se ukázat úplné zaplnění slupek – podobně jako u elektronového obalu to např. znamená, že k vytvoření nejbližšího excitovaného stavu je zapotřebí velká energie. Experiment byl ovšem technicky hodně náročný, paprsek vápníkových atomů se musel urychlit až na 60 % rychlosti světla a pak dopadal do stlačeného kapalného vodíku při teplotě pouhých 20 K.
Na experimentu, jehož výsledky by publikovány ve Physical Review Letters, se kromě Rikenu podíleli také vědci z University of Hongkong a CEA (Francie). Další magické číslo by mělo být 40, ovšem testovat vápník s atomovou hmotností 60 je podle vědců mimo možnosti, které umožňuje současné měřicí zařízení. Autoři výzkumu také dodávají, že – aby to nebylo tak jednoduché – magická čísla mohou být omezena na určitou část periodické tabulky, tj. nemusí zvyšovat stabilitu jádra univerzálně.

S. Chen et al. Quasifree Neutron Knockout from Ca54 Corroborates Arising N=34 Neutron Magic Number, Physical Review Letters (2019). DOI: 10.1103/PhysRevLett.123.142501
Zdroj: Riken/Phys.org
Viz také: Utratěžký nikl s 50 neutrony v jádře je překvapivě stabilní (opět výzkum z RIKEN)

Sluneční soustava, zdroj: IAU/NASA, Wikipedia, licence obrázku public domain

Mezihvězdných komet mohou být ve Sluneční soustavě až tisíce

O dvou objektech můžeme celkem spolehlivě prohlásit, že do Sluneční soustavy dorazily odjinud, takových těles, …

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close