Fizycy poszukują wskazówek nt. powstawania pierwiastków na wyspach inwersji :: Artykuły / Polski Serwis Naukowy

Polecamy również:

Naukowcy odkrywają sferyczny kształt elektronu

Kształty 1.0 - kształt rzeczy, Karlsruhe, Niemcy

Naukowcy ujawniają powiązanie genów z niedoborem magnezu

Proces decyzyjny kształtuje się przez uczenie - wskazują wyniki badań

Nowe Media w Edukacji 2011 Zastosowanie technik informacyjnych i komunikacyjnych w kształceniu

Jaki to kształt? Klocki do budowy wszechświata 5D

Międzynarodowy zespół naukowców rzucił nowe światło na sposób powstawania cięższych pierwiastków w czasie supernowych. Zespół, częściowo dofinansowany ze środków unijnych, sformułował wnioski po zbadaniu tak zwanych wysp inwersji, na których jądra atomowe przybierają nieoczekiwane kształty. Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Physical Review Letters.

Źródłem unijnego wsparcia prac był projekt EURONS (Europejska inicjatywa zintegrowanej infrastruktury na rzecz struktury jądrowej), który otrzymał 14 mln EUR z budżetu "Infrastruktury badawcze" Szóstego Programu Ramowego (6PR).

Na swoim początku wszechświat zawierał wyłącznie bardzo lekkie pierwiastki - wodór i hel. Inne stosunkowo lekkie pierwiastki, takie jak węgiel i tlen powstały wewnątrz pierwszych gwiazd w wyniku fuzji jąder atomowych. Natomiast cięższe pierwiastki, takie jak żelazo (w tym złoto, srebro i uran) zawdzięczają swoje istnienie supernowym.

Wybuchające gwiazdy wytwarzają cały wachlarz ciężkich jąder atomowych. Zazwyczaj rozkładają się one na stabilniejsze pierwiastki po przejściu serii krótkotrwałych stanów pośrednich. Jądra atomowe składają się z różnej liczby protonów i neutronów. Fizycy jądrowi opracowali model, aby przewidywać, które kombinacje neutronów i protonów powinny być najbardziej stabilne. Szczególnie interesujące dla fizyków są tak zwane "magiczne liczby". Jeżeli zbiór protonów i neutronów jądra odpowiada "magicznej liczbie", to jego struktura będzie stabilna a kształt niemal idealnie sferyczny.

Jednakże czasami jądra, które powinny być "magiczne" nie odpowiadają oczekiwaniom fizyków i tworzą tak zwane "wyspy inwersji". Jednym z takich przykładów jest ponoć magiczne jądro izotopu magnezu-32, które zawiera 12 protonów i 20 neutronów. Zgodnie z teorią jądro magnezu-32 powinno mieć idealnie sferyczny kształt. A w rzeczywistości, w najniższym stanie energetycznym, kształt jądra bardziej przypomina piłkę do rugby lub futbolu amerykańskiego niż kulę.

Aby zbadać tę wyspę inwersji naukowcy stworzyli magnez-32 wystrzeliwując magnez-30 na radioaktywny izotop (wersję) wodoru zwany trytem. W toku procesu dwa neutrony zostały przeniesione z jądra trytu do jądra magnezu, tworząc magnez-32. Doświadczenia przeprowadzono w CERN, Europejskim Laboratorium Fizyki Cząstek Elementarnych w Szwajcarii.

Według teorii magnez-32 powinien zmienić kształt zdeformowany na sferyczny jedynie po osiągnięciu wyższych stanów energetycznych. W ramach badań naukowcom po raz pierwszy udało się potwierdzić istnienie sferycznej wersji jądra magnezu-32. Tak naprawdę odkryli, że przybiera ono sferyczny kształt na znacznie niższym poziomie niż przewidywano.

Naukowcy zauważyli, że to poddaje w wątpliwość dokładność modeli przewidujących zmiany w strukturze atomowej. Niezbędne będzie przeprowadzenie dalszych doświadczeń zanim naukowcy będą mogli podać pełny opis procesów zachodzących na wyspach inwersji.

"Nie posiadaliśmy się z radości, kiedy w końcu udało nam się potwierdzić istnienie sferycznego jądra magnezu-32" - mówi profesor Reiner Krücken, kierownik katedry Hadronów i Fizyki Jądrowej Technische Universität München w Niemczech. "Niemniej te dane stawiają przed nami, fizykami, nowe wyzwania. Aby być w stanie przewidzieć dokładny przebieg syntezy pierwiastka podczas wybuchu gwiazdy, musimy lepiej poznać mechanizm, który wywołuje zmiany w strukturze powłoki."

W badaniach udział wzięli również naukowcy z Belgii, Danii, Francji, Hiszpanii, Niemiec, USA i Wlk. Brytanii.

Za: CORDIS

komentuj publikację

Czy wiesz że...?

wersja BETA

Model EKV tranzystora MOS jest jednym z obliczeniowych modeli przyrządów półprzewodnikowych MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors) opracowywanych dla potrzeb symulacji układów elektronicznych oraz projektowania analogowych i analogowo-cyfrowych układów scalonych. Został opracowany przez zespół w składzie: Christian Enz, François Krummenacher i Eric Vittoz (nazwa modelu EKV pochodzi od inicjałów autorów) w latach 80. i zaprezentowany w roku 1995 . Jest jednym z najdokładniejszych modeli typu "compact" współczesnych tranzystorów MOS. W przeciwieństwie do prostszych modeli, takich jak model o parabolicznej charakterystyce I(V) (Schichmana-Hodgesa), model EKV dokładnie odwzorowuje charakterystyki elektryczne tranzystora MOS we wszystkich zakresach pracy, w tym także w zakresie słabej inwersji, tj. podprogowym (Vgate-source < VThreshold). Do "gładkiego" sklejenia charakterystyk elektrycznych w zakresach słabej i silnej inwersji wykorzystano metodę przedstawioną w pracach Modele du transistor MOS valable dans un grand domaine de courants i MOS modelling at low current density. Model EKV charakteryzuje się także stosunkowo niewielką liczbą parametrów. Ponadto uwzględnia on szereg zjawisk fizycznych i efektów istotnych dla projektowania współczesnych układów scalonych CMOS. pełny tekst

Stopy magnezu, stopy magnezowe - bardzo lekkie stopy metali zawierające magnez oraz inne lekkie metale. Przykładem takiego stopu jest stop litowo-magnezowo-srebrowy, którego gęstość jest mniejsza od wody (pływa po niej), a jednocześnie posiada dużą odporność mechaniczną . pełny tekst

Siarczan(VI) magnezu (synonimy: sól gorzka, sól angielska, sól z Epsom) nieorganiczny związek chemiczny o wzorze sumarycznym Mg S O4, sól kwasu siarkowego i magnezu. Występuje on w przyrodzie jako minerał epsomit. pełny tekst

Siarczan(VI) magnezu (synonimy: sól gorzka, sól angielska, sól z Epsom) - nieorganiczny związek chemiczny o wzorze sumarycznym Mg S O4, sól kwasu siarkowego i magnezu. Występuje on w przyrodzie jako minerał epsomit. pełny tekst

Moduł "Czy wiesz że...?" (wersja testowa, beta): definicje/pojęcia wygenerowane w obrębie tego modułu pochodzą z Wikipedii i udostępniane są na licencji Creative Commons: uznanie autorstwa, na tych samych warunkach, z możliwością obowiązywania dodatkowych ograniczeń. Dostęp do pełnej wersji każdego hasła (oraz dokładnch informacji na temat licencji, autora oraz edycji) możliwy jest po kliknięciu w odnośnik opisany jako "pełny tekst".