Sciencemag.cz
Doporučujeme
V posledních letech vědci dokážou stále podrobněji nahlížet do atomového jádra a odhalovat jeho vnitřní strukturu – například „slupky“ trochu snad podobné vrstvám elektronů v obalu. Vědci z Čínské akademie věd nyní přišli s tím, že v základních stavech atomových jader dokonce identifikovali struktury připomínající molekuly („molekulárního typu“, praví doslova průvodní tisková zpráva).
Interakce mezi nukleony vytvářejí různé zajímavé jaderné struktury, od kulovitých po deformovaná jádra a dokonce i neutronové haló s řídkou povrchovou hustotou. Vznik shlukových, „molekulárních“ struktur v rámci těchto útvarů představuje fascinující jev.
V základním stavu atomových jader se shlukové struktury vyskytují jen zřídka. Diskuse o klastrech začaly už v roce 1938, kdy teoretičtí fyzikové na základě analýzy vazebných energií v α-konjugovaných jádrech naznačili možnou existenci klastrových struktur v základních stavech jader, jako je beryllium-8, uhlík-12 a kyslík-16.
Čínští vědci nyní tvrdí, že pomocí nové experimentální metody zahrnující inverzní kinematickou knockoutovou reakci (inverse kinematics knockout reaction) potvrdili přítomnost „molekulární“ struktury v základním stavu beryllia-10, jádra bohatého na neutrony (běžný izotop má nukleonové číslo 9). Vlastní experiment byl proveden v japonském centru RIKEN Nishina. V experimentu sekundární svazek berylia-10, pohybující se poloviční rychlostí světla, bombardoval 2 milimetry tlustý pevný vodíkový terč. Klastry α vázané v jádrech berylia-10 byly vyraženy protony – téměř bez přenosu hybnosti na zbytkové jádro – čímž byla zachována informace o struktuře klastru v základním stavu.
Výsledky podporují dlouholetou hypotézu týkající se struktury základního stavu berylia-10 v molekulárním stavu, která naznačuje vznik jádra ve tvaru činky α-α se dvěma valenčními neutrony rotujícími kolmo k ose jádra (viz obrázek).
Schéma inverzní kinematické knockoutové reakce. Credit: Li Pengjie
P. J. Li et al, Validation of the Be10 Ground-State Molecular Structure Using Be10(p,pα)He6 Triple Differential Reaction Cross-Section Measurements, Physical Review Letters (2023). DOI: 10.1103/PhysRevLett.131.212501
Zdroj: Chinese Academy of Sciences / Phys.org, přeloženo, zkráceno
06gk6m