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

S magickými čísly je potíž, 32 se potvrdit nepodařilo

Magická čísla v jaderné fyzice odpovídají určitým počtům protonů, neutronů i nukleonů v jádře jako celku. Měly by s sebou nést vyšší stabilitu příslušných izotopů a také měnit velikosti „magických“ jader.
Podobně jako elektrony existují v atomu na různých energetických hladinách (odpovídajících i čistě vzdálenosti příslušné slupky od jádra), očekáváme něco podobného i u protonů a neutronů. Také zde zaplněné slupky (právě to jsou ona magická čísla) mají znamenat vyšší stabilitu vůči „reakci“ – tentokrát ne chemické, ale vůči jadernému rozpadu; zcela zaplněná slupka by dále měla mít menší průměr.
Jenže zatímco v případě elektronů naše modely dobře odpovídají realitě, u jádra si to za prvé do značné míry jen představujeme (vlastní měření je mnohem komplikovanější), za druhé, když už nějaká empirická data získáme, k modelům zdaleka ne vždy sedí.

Viz také: 34, nové magické číslo pro neutrony

Vědci se nově zaměřili na exotické jádro draslíku obsahující 32 neutronů. Draslík s protonovým číslem 19 se nejčastěji vyskytuje jako 39K s 20 neutrony a stabilní je rovněž izotop 41K s 22 neutrony. Snad celkem spolehlivě víme, že magická čísla jsou 2, 8, 20 a 28, nicméně teorie (poznámka: modely, asi ne nějaká fundamentální teorie) a stejně tak některé experimentální důkazy u vápníku v jeho okolí měly naznačovat, že magické by mohlo být rovněž neutronové číslo 32 (mimochodem i výše odkazovaný článek na magické číslo 34 vychází z dat pro vápník). Cílem nové studie publikované v Nature Physics bylo tedy zjistit, jak se od sebe budou lišit velikosti jader draslíku s 31, 32 a 33 neutrony.
Fyzikové z belgických Instituut voor Kern-en Stralingsfysica a KU Leuven (Lovaň) a z Peking University narazili při svém zkoumání na velké problémy: jak příslušné izotopy vyrobit a jak změřit jejich vlastnosti dříve, než se rozpadnou (i když uváděné poločasy rozpadu příslušných izotopů jsou např. v desetinách sekund, zase ne extrémně malé). První problém vyžadoval použít zařízení s radioaktivním iontovým paprskem, jako je ISOLDE v CERNu.
Závěr pak každopádně má znít: 32 neutronů u draslíku neodpovídá v rozporu s původními předpoklady žádnému „zlomu“ z hlediska velikosti jádra.

Charge radii of exotic potassium isotopes challenge nuclear theory and the magic character of N = 32. Nature Physics(2021). DOI: 10.1038/s41567-020-01136-5.
Zdroj: Phys.org a další

Poznámky PH:
Studie tvrdí, že u magického čísla by velikost jádra měla klesnout oproti jádru o příslušný nukleon menšímu i většímu. Takže čistě geometricky si to jako přidávání a plnění slupek představovat zase úplně nemůžeme (to by pak velikost nikdy neklesala a naopak skokově rostla jen u magického čísla +1). Do hry totiž vstupuje i to, že se jádra s magickými počty nukleonů mají tendenci více „zarovnávat“ – jsou kulovitější. „Průměrem“ u nesouměrného (nemagického) jádra pak myslíme delší z os elipsoidu.
A naprosto laické úvahy: Rozlišujeme-li magická čísla pro protony a neutrony zvlášť, znamená to, jako by protony a neutrony byly v jádře od sebe oddělené na samostatných vrstvách? Dává smysl si to tahle představovat? Je-li to tak, že s počtem protonů roste u stabilních jader počet neutronů rychleji, zdálo by se, jako by neutrony byly „vně“?

Temnou hmotu by mohly tvořit mraky bosonů

Temná hmota by podle jedná teorie mohla být alespoň zčásti tvořena obřími bosonovými mračny. Takové …

Napsat komentář

Vaše e-mailová 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