Sciencemag.cz
Doporučujeme
V National Superconducting Cyclotron Laboratory na Michigan State University dokázali připravit dosud nejlehčí izotop hořčíku. Hořčík má v jádře 12 protonů a na Zemi se vyskytuje jako stabilní izotop s 12 neutrony (24Mg). Až dosud nejlehčí uměle připravené jádro mělo 7 neutronů, nyní se tedy podařilo dojít ještě o krok dál (tedy na polovinu „normálního“ počtu). Izotop 18Mg není stabilní, nicméně i tak by mohl pomoci lépe pochopit procesy, jimiž ve vesmíru vznikají chemické prvky; urychlovače by svými podmínkami mohly korespondovat s extrémními prostředími, které možná nebudeme nikdy schopni pozorovat přímo (supernovy, neutronové hvězdy, okolí horizontu černých děr apod.). Tak pravil alespoň jeden z hlavních autorů studie Kyle Brown z Michigan State University. Na výzkumu se dále podíleli vědci z Peking University a Washington University v St. Louis.
Vědci začali se stabilní verzí 24Mg. Cyklotron urychlil paprsek atomových jader tohoto prvku na přibližně polovinu rychlosti světla a nasměroval ho na terč v podobě berylliové fólie. Při této srážce vzniká více lehčích izotopů hořčíku. Dále potřebný byl izotop 20Mg, která má poločas rozpadu v desetinách sekundy. To je ale dost na to (stále je tu rychlost cca ½ c), aby se srazil s dalším terčem z beryllia ve vzdálenosti asi 30 metrů. Při této nové srážce se vytvoří hořčík 18, jehož životnost se pohybuje někde kolem triliardtiny (sextillionth, 10 na -21) sekundy. To je tak krátká doba, že se jádro před rozpadem nestačí ani obalit elektrony, aby vznikl plnohodnotný atomem.
Vlastně životnost jádra je tak krátká, že hořčík 18 nikdy neopustí terčík z beryllia a izotop se rozpadá uvnitř terče. Proto ho ani není možné zkoumat přímo, ale analyzovat až produkty jeho rozpadu. 18Mg nejprve ze svého jádra vyvrhne dva protony a stane se z něj neon 16, který pak odštěpí další dva protony a změní se v kyslík 14. Z analýzy protonů a kyslíku, které uniknou z terče, lze pak odvozovat vlastnosti 18Mg.
Y. Jin et al, First Observation of the Four-Proton Unbound Nucleus Mg18, Physical Review Letters (2021). DOI: 10.1103/PhysRevLett.127.262502
Zdroj: Michigan State University / Phys.org
