Sciencemag.cz
Doporučujeme
Vysoce přesná měření atomových hmotností na urychlovačích ve finské University of Jyväskylä odhalila, že beta rozpad izotopu stříbra-110 má velký potenciál pro využití při určení hmotnosti elektronového antineutrina. Přesněji řečeno, vědci studovali nikoliv základní stav, ale excitovanou metastabilní formu stříbra-110 (PH: v původní tiskové zprávě označovaná jako izomer, ale to mi přijde matoucí). Hmotnost neutrin a jim odpovídajících antičástic je jednou z velkých nezodpovězených otázek současné fyziky.
Jedním ze způsobů, jak produkovat elektronová antineutrina a určit jejich hmotnost, je jaderný rozpad beta. Jedná se o proces slabé interakce, při kterém vzniká dceřiné jádro, elektron a elektronové antineutrino. Energie uvolněná při tomto procesu se označuje jako Q; je dána hmotnostmi původního jádra a produktů rozpadu.
„Vzhledem k tomu, že hmotnost elektronového antineutrina je podle odhadů nejméně o pět řádů menší než hmotnost elektronu, je velmi náročné pozorovat jeho příspěvek,“ říká spoluautor studie Jouni Ruotsalainen. „Zajímavé jsou v tomto ohledu rozpady beta, při nichž se uvolňuje velmi málo energie, tedy s nízkou hodnotou Q.“ Nově objevenou možností je zde právě rozpad excitované formy izotopu Ag-110. Dosud se většina studií soustředila na beta rozpady základních stavů atomů.
Výsledkem beta rozpadu excitované formy 110Ag je kadmium-110, opět v excitované formě. Poločas rozpadu je asi 250 dní. Dosud nebylo jasné, jaká je hodnota Q této reakce, mohla být velmi malá a kladná, ale také záporná (poznámka: což by vlastně znamenalo, že reakce by neměla vůbec probíhat?). Bylo potřeba přesně změřit hmotnosti samotných izotopů stříbra a kadmia, což se v rámci studie podařilo (pomocí techniky fázové iontové cyklotronové rezonance, uvádí průvodní tisková zpráva). Ukázalo se, že hodnota Q je kladná. velmi malá – což znamená, že reakce může probíhat – a podařilo se ji navíc stanovit.
Díky dlouhému poločasu rozpadu vědci věří, že dokážou příslušnou reakci sledovat. Podle výpočtů by touto nízkoenergetickou cestou mohly probíhat 3 z každého milionu rozpadů excitace Ag-110. Navíc excitace stříbra-110 snadno vzniká v jaderných reaktorech. Výsledkem je tedy slibný kandidát na budoucí experimenty s antineutriny.
Ultralow Value for the Allowed Decay of 110 Ag Confirmed via Mass Measurements, Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.172501. On arXiv : DOI: 10.48550/arxiv.2409.11203
Zdroj: University of Jyväskylä / Phys.org, přeloženo / zkráceno
