Skip to main content

Hạt nhân bất ngờ có hình quả lê

Các thí nghiệm xác nhận rằng hạt nhân barium-144 có hình quả lê và gợi ý rằng sự bất đối xứng này rõ ràng hơn so với suy nghĩ trước đây.


Hầu hết các hạt nhân đều có hình tròn hoặc hơi dẹt, giống như một quả bóng đá. Nhưng trong một số hạt nhân nhất định, proton và neutron sắp xếp theo cấu hình hình quả lê hơn. Chỉ một số ít hạt nhân bị biến dạng này được nhìn thấy trong các thí nghiệm. Giờ đây, các nhà nghiên cứu đã xác nhận rằng barium-144 (144Ba) là thành viên của câu lạc bộ độc quyền này. Hơn nữa, nó có thể bị bóp méo nhiều hơn những gì các nhà lý thuyết mong đợi, một phát hiện có thể thách thức các mô hình cấu trúc hạt nhân hiện tại.

Việc kiểm tra trực tiếp nhất xem hạt nhân có hình quả lê hay không là tìm kiếm cái gọi là sự chuyển dịch bát cực giữa các trạng thái hạt nhân, chúng bị triệt tiêu trong các hạt nhân đối xứng hơn. Sử dụng phương pháp này, các nhà nghiên cứu đã xác nhận rằng radium-224, radium-226 và một số hạt nhân nặng khác có hình quả lê. Trong nhiều thập kỉ, các nhà lý thuyết đã dự đoán rằng 144Ba, một hạt nhân tương đối nhẹ, cũng có tính chất bất đối xứng. Nhưng cho đến nay, chưa có kĩ thuật nào cho phép điều chế và nghiên cứu đủ số lượng đồng vị barium tồn tại trong thời gian ngắn trước khi chúng phân rã.

Một nhóm các nhà khoa học đến từ Mỹ, Anh và Pháp đã sử dụng nguồn phân hạch CARIBU và máy gia tốc ATLAS của Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne để chuẩn bị chùm tia 144Ba, mà họ cho va chạm với một lá chì để đẩy hạt nhân vào trạng thái kích thích. Bằng cách phân tích phổ tia gamma phát ra từ hạt nhân, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng cường độ của một số chuyển dịch bát cực - và do đó làm biến dạng - lớn hơn gấp đôi giá trị được dự đoán bởi các mô hình cấu trúc hạt nhân. Phát hiện này có thể có nghĩa là những mô hình này cần phải được sửa đổi. Nhưng còn quá sớm để nói điều này vì độ bất định trong thực nghiệm về độ biến dạng đo được vẫn còn lớn.

Nghiên cứu này được công bố trên tạp chí Physical Review Letters.

Comments

Post a Comment

Popular posts from this blog

Gần đúng WKB cho lý thuyết Gamow của phân rã alpha

Đầu tiên, ta cần tìm hiểu gần đúng WKB (Wentzel–Kramers–Brillouin) là gì? Phương trình Schrödinger \begin{align} -\dfrac{\hbar^2}{2m}\dfrac{d^2\psi}{dx^2} + V(x)\psi &= E\psi \\ \dfrac{d^2\psi}{dx^2} &=-\dfrac{2m[E-V(x)]}{\hbar^2}\psi \end{align} Gọi \begin{equation} p(x) \equiv \sqrt{2m[E-V(x)]} \end{equation} là động lượng (cổ điển) của một hạt có năng lượng $E$ trong thế năng $V(x)$. Phương trình Schrödinger trở thành \begin{equation} \dfrac{d^2\psi}{dx^2} =-\dfrac{p^2}{\hbar^2}\psi \end{equation} Giả sử $E>V(x)$ (vùng cổ điển) khi đó $p(x)$ thực. Hạt bị nhốt trong hố thế. Một cách tổng quát, $\psi$ là hàm phức và ta có thể biểu diễn nó dưới dạng biên độ $A(x)$ và pha $\phi(x)$ \begin{align} \psi(x) = A(x)e^{i\phi(x)} \end{align} Thay vào phương trình Schrödinger \begin{align} A''+2iA'\phi'+iA\phi''-A(\phi ')^2 = -\dfrac{p^2}{\hbar^2}A \end{align} Ta tách làm 2 phương trình cho phần thực và ảo \begin{align}
Post a Comment
Read more

Bản đồ biến dạng hạt nhân có dạng phong cảnh núi non

Cho đến gần đây, các nhà khoa học tin rằng chỉ những hạt nhân rất nặng mới có thể kích thích trạng thái spin bằng 0 có độ ổn định tăng lên với hình dạng bị biến dạng đáng kể. Trong khi đó, một đội nghiên cứu quốc tế gồm các nhà nghiên cứu đến từ Romania, Pháp, Ý, Mỹ và Ba Lan đã chứng tỏ trong bài báo mới nhất của họ rằng những trạng thái như vậy cũng tồn tại trong hạt nhân nhẹ hơn nhiều nickel. Việc xác minh tích cực mô hình lý thuyết được sử dụng trong các thí nghiệm này cho phép mô tả các đặc tính của hạt nhân không có sẵn trong các phòng thí nghiệm trên Trái Đất. Hơn 99.9% khối lượng của nguyên tử đến từ hạt nhân của nó, thể tích của hạt nhân này nhỏ hơn thể tích của toàn bộ nguyên tử hơn một nghìn tỷ lần. Do đó, hạt nhân nguyên tử có mật độ đáng kinh ngạc khoảng 150 triệu tấn/cm3. Điều này có nghĩa là một muỗng canh vật chất hạt nhân nặng gần bằng một km khối nước. Mặc dù có kích thước rất nhỏ và mật độ đáng kinh ngạc, hạt nhân nguyên tử có những cấu trúc phức tạp được tạo thành t
Post a Comment
Read more

Các hạt nhân mới không bền được phát hiện

     Sự phát hiện hạt nhân không bền magnesium-18 bằng thực nghiệm đã cho thấy sự suy yếu của số magic cho lớp vỏ đóng của 8 neutron.      Hạt nhân nguyên tử thường chỉ bền khi chúng có tỉ số proton và neutron xác định. Các hạt nhân không bền thường là những hạt nhân có sự mất cân bằng lớn về số proton và neutron và có thể xuất hiện trong các phản ứng hạt nhân nhưng phân rã rất nhanh. Gần đây, Yu Yin của Đại học Bắc Kinh, Trung Quốc và Chenyang Niu của Đại học Bang Michigan và các đồng nghiệp đã phát hiện hạt nhân magnesium-18 không bền chưa từng thấy trước đây [1]. Phát hiện của họ mở ra một cơ hội mới để kiểm tra và tinh chỉnh các mô hình cấu trúc hạt nhân.      Trong các thí nghiệm của họ, nhóm nghiên cứu đã bắn chùm hạt nhân magnesium-20 chứa 12 proton và 8 neutron vào một bia. Phản ứng lấy đi 2 neutron từ một số hạt nhân để tạo thành magnesium-18. Các hạt nhân magnesium-18 này phát ra ngay 4 proton để phân rã thành oxygen-14, một quá trình mà nhóm đã phát hiện khi sử dụng quang ph
Post a Comment
Read more