Физически преглед 20083
Физически преглед 2008/3. 98.o.
МУМИЧНИ ЧИСЛА, БЛАГОРОДНО АТОМНО ЯДРО
Елекес Золта
MTA ATOMKI, Дебрецен
В разбирането на структурата и поведението на атомите, създаването на черупков модел на атомите през 1910-те и 20-те години е от основно значение. Днес знаем, че атомът се състои от малко, положително заредено ядро и електроните около него. Простото, привлекателно взаимодействие между ядрото и електроните задържа атома едновременно и с използването на това взаимодействие можем също да научим, че електроните могат да се използват енергийно. Поради големите енергийни разлики между електронните обвивки се създават атоми с електронно число 2, 10, 18, 36, 54 или 86, т.е.затворена обвивка, които се наричат благородни газове. Тези атоми реагират с други вещества с много малка вероятност, трудно е да се образуват връзки с атомите и не е лесно да се възбудят.
Подобни явления могат да се наблюдават и при ядрата. През 40-те години Мария Геперт-Майер (Фигура 2), която получава втората Нобелова награда за физика през 1963 г., втората жена в света, работи с Едер Телър (Фигура 2) в Чикаго. Стимулът на Телър започва да се занимава с механизма на образуване на химични елементи, за което той изучава честотата на елементите и тяхното относително изотопно разпределение. От данните вече е показано, че процесът на образуване на леки и тежки елементи се различава значително; Goeppert-Mayer се фокусира върху тежки елементи (Z ≥ 34) и постига революционни резултати. Той открива изненадващи закономерности и осъзнава, че някои елементи с неутронни и протонни числа са от особено значение. Както е показано на Фигура 3, например, елементи, съдържащи N = 50, 82, 126 неутрона и/или Z = 50, 82 протона, са по-често срещани от другите елементи в тяхната среда.
Други експериментални данни (например сечения за улавяне на неутрони) също предполагат, че споменатите числа на неутрони и протони са донякъде разграничени. Когато Goeppert-Mayer сподели наблюденията си с колегата си, Уигнер Йенх (Фигура 4), който по това време вече беше признат учен, нарече явленията малко скептични, което може да си представим с популярния ядрен модел на епохата, флуида модел. Така Уигнър става съименник на горните специални числа, които сега се наричат само магически числа. Goeppert-Mayer и Hans Jensen, напълно независими от него, скоро дават интерпретация на тези числа, което прави модела на черупката на ядрата изключително успешен. [1-2].
Модел на черупката на ядрата
Енергийното разположение на слоевете (известни също като състояния на едночастици) в ядрото се определя до голяма степен от ефективния потенциален регулатор, така че правилният му избор е изключително важен. Ако за основа се вземе потенциалът на хармоничния осцилатор, ние все още сме далеч от решението, но в комбинация с съображението, че нуклоните, които са заобиколени от други, не стоят под чиста сила. Технически това може да се направи, например, като се вземе предвид потенциално член, който е пропорционален на инерцията на пистата. Позицията на получените тави може да се види от лявата страна на Фигура 5. Песните са подредени в черупки и се появяват магическите числа. Първите три магически числа са правилно дадени като 2, 8 и 20, но останалите (28, 50, 82, 126) Goeppert-Mayer и Jensen са първите, които обясняват Фигура 5 може да се види вдясно. Важно е да се отбележи, че в допълнение към средния потенциал, енергията и редът на нишките могат да бъдат променени в малки количества и могат да бъдат отстранени от затворените черупки.
Ядрена физика с лъчи от радиоактивни йони
В японския ускорителен комплекс първата стъпка в производството на радиоактивни йонни лъчи е близка до изследвания изотип, но относително по-голямата маса на стабилни ядра се създава в относително голям лъч (относително голям).
100 MeV/нуклон) циклотрони или линейни ускорители и циклотрони последователно. Този лъч е поставен с правилно избрана така наречена първична мишена (обикновено берилий или тантал), където ядрата в йонния лъч се разпадат, за да образуват маса от неутронно-протонни фрагменти. Изследваният изотоп обикновено се формира с ниска честота, така че йонният лъч трябва да бъде пречистен. Това се прави с магнитен сепаратор, но наличният ни радиоактивен йон няма да бъде напълно хомогенен, така че ядрените видове в него трябва да бъдат идентифицирани. Това се постига с помощта на техниката на полетно време за загуба на енергия. Тъй като нашият йонен лъч има много енергия, той преминава през нещо