Vedci šokovali fyzikálny svet! Jadro olova-208 nie je guľaté, ako sme si mysleli. Doteraz sme tvar atómového jadra chápali nesprávne
Výskumníci v rámci novej štúdie dospeli k zisteniu, ktoré obracia jadrovú fyziku naruby. Tvar atómového jadra nie je taký, ako sme mysleli.
Výskumníci z University of Surrey v spolupráci s medzinárodným tímom vedcov postavili na hlavu dlho pretrvávajúcu teóriu, ktorá hovorí, že jadro atómu olova-208 je perfektná guľa. Tento objav napáda zaužívaný názor ohľadom jadrovej štruktúry a mení naše chápanie toho, ako sa tvoria vo vesmíre najťažšie prvky periodickej tabuľky.
Olovo-208 je podľa súčasných teórií mimoriadne stabilné kvôli svojmu špeciálnemu jadru. Nový výskum ale zistil, že jadro tohto izotopu nie je perfektnou guľou, ale má jemne podlhovastý tvar, ktorý pripomína rugby loptu. K tomuto zisteniu sa výskumníci dopracovali použitím jedného z najlepších spektrometrov na svete, GRETINA. Tento spektrometer pracuje s gama lúčmi a nachádza sa v laboratóriu Argonne National Laboratory v USA.
V rámci experimentov výskumníci bombardovali atómy olova vysokorýchlostnými časticovými lúčmi. Tie sa pohybovali 10% rýchlosťou svetla. Pre lepšiu predstavu, tento lúč by dokázal obletieť Zem za jednu sekundu. Interakcie v rámci experimentov vytvorili jedinečný gama podpis vlastností excitovaných kvantových stavov v jadre olova-208. Jednoduchšie povedané, jadro atómu bolo energizované, čo dovolilo výskumníkom určiť jeho tvar.
Po experimentoch teoretickí fyzici analyzovali výsledky a použili ich na zistenie tvaru jadra. Tu sa začalo ukazovať, že tvar jadra je komplexnejší, než sa donedávna predpokladalo.
“Vykonali sme mimoriadne citlivé experimenty, ktoré nám ukazujú v novom svetle niečo, čo sme aspoň podľa našich doterajších vedomostí poznali veľmi dobre. Jednou z možností interpretácie výsledkov je, že vibrácie jadra olova-208, ktoré vznikajú počas experimentov, nie sú až tak pravidelné, ako sme si mysleli. Momentálne sa snažíme upraviť naše teórie a skúmame, či sú správne alebo nie,” vysvetlil profesor Paul Stevenson, jeden z autorov štúdie.
Na novom výskume sa podieľalo niekoľko lídrov v obore, ktorí pochádzali z európskych a amerických laboratórií. Nová štúdia mení základné poznatky jadrovej fyziky a mohla by nám otvoriť cestu k lepšiemu pochopeniu jadrovej stability, astrofyziky a kvantovej mechaniky.
Neprehliadni
Lepšie pochopenie atómov
V rámci výskumov atómov je významnou aj štúdia zo septembra 2024. Tento výskum po prvýkrát zachytil atómy v novom exotickom skupenstve. Ako vysvetľujú výskumníci, bežne sú to elektróny, ktoré sú “voľné” a môžu sa pohybovať cez väčšinu kovov akýmkoľvek smerom. Keď ale natrafia na prekážku, nabité častice pocítia trenie a rozptýlia sa, ako biliardové gule po zásahu. Existujú ale exotické materiály, v rámci ktorých elektróny prúdia ako rieka, zdanlivo s jedným spoločným cieľom.
V týchto materiáloch sa môže stať, že sa elektróny stanú uzamknuté na hrane materiálu a prúdia jedným smerom. Vedci to prirovnávajú k pochodovaniu mravcov pozdĺž jednej hrany obrusu. Tento stav výskumníci označujú ako hraničný stav a vysvetľujú, že elektróny môžu prúdiť bez trenia. Znamená to, že okolo prekážok prekĺznu bez najmenšej námahy, pričom sa stále držia hrany materiálu.
Rovnako aj v supervodičoch môžeme pozorovať prúdenie elektrónov bez odporu, no autori štúdie vysvetľujú, že v tomto prípade ide o niečo iné. Pri hraničných stavoch sa putovanie elektrónov bez trenia objavuje len na hraniciach materiálu. V rámci nového výskumu vedci z MIT dokázali po prvýkrát pozorovať vyššie spomenutý proces v oblaku podchladených atómov. Vedci dokázali zachytiť prúdenie atómov pozdĺž hranice materiálu bez odporu, dokonca aj keď sa priamo v ich ceste objavuje prekážka. Svoje zistenia vedci publikovali v štúdii, ktorá sa objavila v publikácii Nature Physics.
Nový výskumy sú dôkazom toho, že hoci toho veľa vieme o tom, ako sa môžu atómy alebo ich jadrá správať, stále nás môže prekvapiť nový objav, ktorý nám naznačuje, že nie všetko môže skutočne byť tak, ako sa na prvý pohľad zdá.
