Neue "Doppelt Magie" Atom von Zinn erstellt

Zinn, ein Material, dessen Name wird manchmal Synonym für "langweilig", hat eine geheime Seite, die ist außergewöhnlich, Physiker sagen.

Wissenschaftlern gelungen, eine neue Art von Zinn Atom mit "Magie" Eigenschaften zu schaffen und in genauer als je zuvor zu studieren.

Die Kerne der normalen Zinn Atome bestehen aus 50 Protonen und 62 Neutronen, schaffen eine stabile Substanz namens Zinn-112 (oder 112Sn, ist das chemische Zeichen für Zinn).

Wissenschaftler können jedoch eine spezielle Version von Zinn mit genau 50 Protonen und Neutronen 50, vornehmen, erstellen eine "doppelt Magie" Atom mit gleicher Anzahl von seinem Kern Zutaten. In der neuen Studie Physiker erstellt diese Tin-100 und analysiert seinen Verfall um einige seiner spektakulären Eigenschaften anzuzeigen. Es Berichten die Forscher unter der Leitung von Christoph Hinke von Deutschlands Technische Universität München, ihre Erkenntnisse in der 21 Juni-Ausgabe der Zeitschrift Nature. [Winzige Größe: atemberaubende Fotos von sehr kleinen]

"sie haben einen bedeutenden Sprung nach vorne in der Studie der schwersten erreicht" symmetrischen doppelt magischen "Kern," Michigan Landesuniversität Daniel Bazin, der in der neuen Studie beteiligt war, schrieb in einem begleitenden Essay in der Natur. "Bestehend aus 50 Protonen und Neutronen 50, ist dieser Kern die der Atomphysiker auf der ganzen Welt wegen seiner einzigartigen Lage inmitten der nuklearen aufmerksam."

Die Kerne der Atome haben Schalen in denen Protonen und Neutronen sind angeordnet, ähnlich wie die Schalen von Elektronen, die den Kern umkreisen. Die erste nukleare Hülle passt zwei Protonen und zwei Neutronen, während die nächste Schale passt sechs, und So weiter. Wenn ein Kern hat genug Protonen oder Neutronen eine Schale füllen, es ist besonders stabil und Wissenschaftler nennen diese Zahlen "Magie".

So, zwei Protonen ist eine magische Zahl, wie acht ist, weil mit acht ein Kern sowohl seine ersten füllen und Proton Schalen von zwei und sechs, beziehungsweise zweiten.

"Kerne, die magische Zahl von Neutronen oder Protonen haben, dass mehr fest gebunden als Pendants nicht Magie und ihre innere Einfachheit macht ihnen Kandidaten für die Prüfung der vorgeschlagenen Modelle der Kernstruktur prime", schrieb Bazin. "Besonders interessant sind Kerne, in denen die Anzahl der Protonen und Neutronen man die magischen Zahlen erreicht. Diese doppelt magische Kerne haben noch größere Bindungsenergie als einzeln magische Kerne."

Während Zinn-100 magische Zahlen von Protonen und Neutronen hat, ist auch sehr nah an instabil sein — es has12 Neutronen weniger als das leichteste stabiles Isotop des Zinn, Zinn-112, Bazin weist darauf hin.

"Darin liegt den besonderen Reiz des 100Sn: Es ist gleichzeitig doppelt magischen und am Rand der nuklearen Landschaft," schrieb er. "Leider, was dieser Kern attraktiv macht ist auch macht es schwer zu studieren. Es ist so weit weg von stabilen Isotopen, dass es extrem schwierig zu produzieren."

Damit ihre Zinn-100, verwendet Hinke und seine Kollegen Xenon-124 Kerne, die 54 Protonen und Neutronen 70 haben. Sie schlug in einem Blatt von Beryllium, verursachen einige Protonen und Neutronen aus Xenon, Kerne mit 50 Protonen und Neutronen zu jedem, auch bekannt als Zinn Kerne hinterlassen geschert werden.

Der Prozess ist ungenau, und die magische Dose entsteht nur einen geringer Prozentsatz der Zeit. Die Forscher verschickt 1,2 × 10¹⁵ Xenon Kerne (das sind 12 gefolgt von 14 Nullen!), und erstellt eine Gesamtmenge von nur 259 Kerne von Zinn-100. Bisherige Experimenten konnten jedoch nur wenige dieser Kerne zu produzieren, so dass das neue Projekt eine erhebliche Verbesserung darstellt.

Die Ergebnisse waren genug für die Forscher, die spezielle Zinn zu studieren und seine Halbwertszeit, präziser als je zuvor zu messen. Die Wissenschaftler fanden auch, dass wenn Zinn-100 zerfällt, hat es besonders markante Eigenschaften, die mehr über die Natur der Kernkräfte verraten könnte. (Halbwertszeit ist die Zeitspanne dauert es für die Hälfte der Atome in einer Substanz zu verfallen.)

Das Experiment wurde der GSI Helmholtz-Zentrums für Heavy Ion Research in Darmstadt, Deutschland durchgeführt.

"Wie immer passiert mit Wissenschaftlern, sobald man ihnen, einen Vorgeschmack auf eine neue Köstlichkeit gegeben hat, sie sehnen sich nach mehr," Bazin schrieb. "Anderen Labors beigetreten das Rennen und arbeiten daran, um die Produktionsraten GSI 100Sn zu verbessern."

Dazu gehören das radioaktive Isotop Strahl Werk in Wako, Japan, das SPIRAL2-Projekt bei der Schwerionen-Beschleuniger GANIL in Frankreich, und die Anlage für seltene Isotop Balken an der Michigan State University.

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