Yon nouvo aparèy nan laboratwa nasyonal Argonne Depatman Enèji Ameriken (DOE) te fè mezi ekstrèmman presi nan nwayo ruthenium enstab. Mezi yo se yon etap enpòtan nan fizik nikleyè paske yo koresponn ak prediksyon modèl nikleyè sofistike yo fè.
"Li trè difisil pou modèl teyorik yo predi pwopriyete yo nan nwayo konplèks, enstab," te di Bernhard Maass, yon fizisyen asistan nan Argonne ak otè prensipal etid la. "Nou te demontre ke yon klas nan modèl avanse ka fè sa avèk presizyon. Rezilta nou yo ede valide modèl yo."
Validasyon modèl yo ka bati konfyans nan prediksyon yo sou pwosesis astrofizik yo. Men sa yo enkli fòmasyon, evolisyon ak eksplozyon zetwal kote eleman yo kreye.
Etid la te pibliye nanLèt Revizyon Fizik.
Yon bezwen valide modèl teyorik
Fizik nikleyè yo ap devlope modèl teyorik ki pi avanse pou predi byen presi pwopriyete nwayo atomik enstab ak estrikti, fòm ak fòs konplike. Modèl sa yo gen potansyèl pou apwofondi konpreyansyon nou sou fonksyonman enteryè nwayo atomik yo.
Sepandan, li esansyèl pou demontre presizyon nan modèl sa yo anvan yo ka itilize yo pou pouse fwontyè yo nan syans. Sa mande travay difisil pou kolekte mezi egzak, reyèl-nan nwayo konplèks epi konpare mezi yo ak prediksyon modèl yo.
Ruthenium se yon eleman ideyal pou valide modèl teyorik avanse. Metal ra sa a gen izotòp-atòm menm eleman ki gen yon kantite netwon diferan ak diferan estabilite-ki gen nwayo ak estrikti ak fòm konplèks. Gen yon seri de izotòp enstab, radyo-aktif ruthenium kwè yo gen yon fòm triyasyal, menm jan ak yon zanmann oswa pwa kafe.
Mezire pwopriyete yo nan ruthenium
Ekip rechèch la te itilize Argonne Tandem Hall Lazè Beamline pou Atòm ak Iyon Spectroscopy (ATLANTIS) aparèy pou mezire nèf izotòp radyoaktif ruthenium. Nouvo aparèy sa a te enstale nan Argonne Tandem Linac Accelerator System (ATLAS).
ATLAS se yon etablisman itilizatè DOE nan Argonne ak yon akseleratè lineyè sipèkondiktè ki fèt pou etidye pwopriyete nwayo yo.
Chèchè yo te jwenn aksè nan izotòp radyo-aktif ruthenium nan yon lòt enstriman ATLAS, Kalifònyòm Rare Isotope Breeder Upgrade (CARIBU). CARIBU kapab delivre ruthenium radyo-aktif atravè fisyon yon ti kantite kalifòn-yon eleman ki ra, ki trè radyo-aktif.
"Izotop ruthenium ke nou etidye yo dire sèlman yon segond anvan dekonpozisyon nan lòt eleman," Maass te di. "ATLANTIS fè yon teknik ki rele espektroskopi lazè kolinye. Li pèmèt nou kolekte mezi sou ti kantite izotòp sa yo nan mwens pase yon segonn."
Sèvi ak ATLANTIS, chèchè yo te dirije yon reyon lazè sou menm chemen an ak yon reyon atòm ruthenium. Nan sèten frekans lazè, atòm yo te eksite epi yo te kòmanse fliyoresan, ki endike ke foton limyè yo te emèt. Ekip la te idantifye frekans lazè kote emisyon foton yo te monte. Pwosesis sa a te repete pou nèf izotòp ruthenium yo. Pou chak izotòp, pik emisyon an deplase nan yon frekans yon ti kras diferan.
"Nou ka itilize chanjman izotòp sa a pou derive diferans ki genyen nan gwosè nikleyè izotòp yo," te di Maass.
Ekip la konpare chanjman gwosè sa yo ak prediksyon ki soti nan Brussels-Skyrme-sou-a-Grid (BSkG) modèl, ki se pami pi avanse nan mond lan pou estrikti nikleyè. Kontrèman ak ansyen modèl nikleyè tradisyonèl yo, yo konte pou fòs espesifik ak entèraksyon pami tout netwon ak pwoton nan yon nwayo.
Chèchè yo te jwenn yon akò ekselan ant rezilta yo ak prediksyon nan modèl BSkG, ki montre solidite modèl yo.
Miyò, nan ap eseye pèmèt mezi egzak, ekip la tou avanse teknoloji espektroskopi lazè kolinye. Espesyalman, yo devlope ak aplike nouvo teknik efikas ki netralize gwo bout bwa atòm lan ak "pakèt" li nan pulsasyon.
Dekouvri dènye nan syans, teknoloji, ak espas ak plis pase100,000 abonnéski konte sou Phys.org pou konnen chak jou. Enskri pou bilten gratis nou an epi jwenn mizajou sou dekouvèt, inovasyon, ak rechèch ki enpòtan-chak jou oswa chak semèn.
Abone
Enplikasyon pou astwofizik
Etid la te montre ke modèl BSkG ka fè prediksyon nan nwayo enstab, triyaxial ak presizyon remakab. Modèl pwisan sa yo ka ede astrofizisyen yo fè limyè sou fason linivè a fonksyone.
"Astwofizisyen yo konnen ke nwayo enstab, radyo-aktif jwe yon wòl enpòtan nan fòmasyon zetwal ak eleman nan linivè," te di Maass.
"Pou pi byen konprann linivè nou an, nou bezwen konnen ki jan nwayo yo estriktire ak ki jan yo kominike. Nou bezwen pou kapab predi pwopriyete nan nwayo ekzotik ki pa ka pwodwi nan akseleratè patikil modèn."
Twa nan otè etid la devlope modèl BSkG yo: Wouter Ryssens ak Guilherme Grams, tou de nan Université libre de Bruxelles nan Bèljik, ak Michael Bender nan Institut de Physique des 2 Infinis de Lyon an Frans.
Anplis Maass, Ryssens, Grams ak Bender, eksperyans ak konstriksyon ATLANTIS se te yon kolaborasyon pami chèchè ki soti nan Argonne (Daniel Burdette, Jason Clark, Peter Mueller, Daniel Santiago-Gonzalez, Guy Savard ak Adrian Valverde), Technical University of Darmstadt nan Almay ak Facility for Rare Isope State University nan Michigan.
ATLANTIS disponib pou enstitisyon kolabore yo pou fè mezi espektroskopi lazè kolinye pou yon varyete bezwen rechèch. Pou chèche opòtinite kolaborasyon, kontakte Maass.
