Ядро гало
| Ядерная физика |
|---|
 |
В ядерной физике атомное ядро называется ядром гало или, как говорят, имеет ядерное гало , когда оно имеет ядро, окруженное «ореолом» вращающихся по орбитам протонов или нейтронов, что делает радиус ядра значительно больше, чем предсказано. по модели жидкой капли . Ядра гало образуются на крайних краях таблицы нуклидов — линии капель нейтронов и линии капель протонов — и имеют короткие периоды полураспада, измеряемые в миллисекундах. Эти ядра изучаются вскоре после их образования в ионном пучке .
Обычно атомное ядро представляет собой прочно связанную группу протонов и нейтронов. Однако в некоторых нуклидах наблюдается переизбыток одного вида нуклонов. В некоторых из этих случаев образуются ядерное ядро и гало.
Часто это свойство можно обнаружить в экспериментах по рассеянию, которые показывают, что размер ядра намного больше ожидаемого в противном случае значения. Обычно поперечное сечение ядра (соответствующее классическому радиусу) пропорционально кубическому корню из его массы, как это было бы в случае сферы постоянной плотности. В частности, для ядра с массовым числом A радиус r равен (приблизительно)
где составляет 1,2 Фм .
Одним из примеров гало-ядра является 11 Li , период полураспада которого составляет 8,6 мс. Он содержит ядро из 3 протонов и 6 нейтронов и гало из двух независимых и слабосвязанных нейтронов. Он распадается на 11 Быть испусканием антинейтрино и электрона. [1] Его массовый радиус 3,16 Фм близок к таковому у 32 S или, что еще более впечатляюще, 208 Pb , оба гораздо более тяжелых ядра. [2]
Экспериментальное подтверждение существования ядерных ореолов появилось недавно и продолжается. Подозреваются дополнительные кандидаты. Несколько нуклидов, в том числе 9 Б, 13 Н и 15 N рассчитаны так, чтобы иметь гало в возбужденном состоянии , но не в основном состоянии . [3]
Список известных нуклидов с ядерным ореолом
[ редактировать ]К ядрам, имеющим нейтронное гало , относятся 11 Быть [4] и 19 С. Двухнейтронное гало демонстрируется 6 Он , 11 Что , 17 Б , 19 Группа 22 С.
Ядра с двухнейтронным гало распадаются на три фрагмента и из-за такого поведения называются борромеевскими , аналогично тому, как все три кольца Борромео связаны друг с другом, но ни одно из двух не имеет общей связи. Например, ядро с двухнейтронным гало 6 Он (который можно рассматривать как систему трех тел, состоящую из альфа-частицы и двух нейтронов) связан, но ни 5 Он ни динейтроном не является. 8 Он и 14 Оба имеют гало из четырех нейтронов.
К ядрам, имеющим протонное гало , относятся 8 Группа 26 П. Двухпротонное гало демонстрируется 17 Не и 27 С. Ожидается, что протонные гало будут более редкими и нестабильными, чем нейтронные гало, из-за сил отталкивания избыточных протонов.
| Атомный число | Имя | количество ядерных гало изотопы | Ядерное гало изотопы | Гало композиция | Период полураспада (мс) [5] |
|---|---|---|---|---|---|
| 2 | гелий | 2 | гелий-6 гелий-8 | 2 нейтрона 4 нейтрона | 801(10) 119.1(12) |
| 3 | литий | 1 | литий-11 | 2 нейтрона | 8.75(14) |
| 4 | бериллий | 2 | бериллий-11 бериллий-14 | 1 нейтрон 4 нейтрона | 13810(80) 4.35(17) |
| 5 | бор | 3 | бор-8 бор-17 бор-19 | 1 протон 2 нейтрона 4 нейтрона | 770(3) 5.08(5) 2.92(13) |
| 6 | углерод | 2 | углерод-19 углерод-22 | 1 нейтрон 2 нейтрона | 49(4) 6.1 +1.4 −1.2 |
| 10 | неон | 1 | неон-17 | 2 протона | 109.2(6) |
| 15 | фосфор | 1 | фосфор-26 | 1 протон | 43.7(6) |
| 16 | сера | 1 | сера-27 | 2 протона | 15.5(15) |
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Это элементарно — изотопы элемента лития» . Проверено 15 апреля 2015 г.
- ^ «ИЗОЛЬДА идет по пути превосходной степени» . 3 мая 2004 года . Проверено 15 апреля 2015 г.
- ^ Цзинь-Ген, Чэнь; Ху-Юн, Чжан; Чжун-Чжоу, Жэнь; Вэй-Чжоу, Цзян; ; Вэй, Го 10.1088/0256-307X / 20 (7): 1021–1024 дои : 20/7/314 .
- ^ Воин, А; Блаум, К; Бисселл, М.Л.; Фроммген, Н; Гепперт, Ч; Хаммен, М; Крайм, К; Ковальска, М; Кремер, Дж; Нефф, Т; Ньюгарт, Р; Нейенс, Г; Нёртерсхойзер, В; Новотный, Ч; Санчес, Р; Йорданов, Д.Т. (2012). "Phys. Rev. Lett. 108, 142501 (2012) - Радиус заряда ядра 12 Be». Physical Review Letters . 108 (14): 142501. arXiv : 1202.4873 . doi : /PhysRevLett.108.142501 . PMID 22540787. . S2CID 1589595 10.1103
- ^ США Национальный центр ядерных данных . «НуДат 2.6» . Проверено 13 марта 2015 г.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Нёртерсхаузер, В.; Тидеманн, Д.; Джейкоб, М.; Анджелкович З.; Блаум, К.; Бисселл, ML; Казан, Р.; Дрейк, GWF; Гепперт, Ч.; Ковальска, М.; Кремер, Дж.; Кригер, А.; Ньюгарт, Р.; Санчес, Р.; Шмидт-Келер, Ф.; Ян, З.-Ж.; Йорданов, Д.Т.; Циммерманн, К. (2009). «Ядерные зарядовые радиусы Be7,9,10 и однонейтронное гало ядра Be11». Письма о физических отзывах . 102 (6): 062503. arXiv : 0809.2607 . Бибкод : 2009PhRvL.102f2503N . doi : 10.1103/PhysRevLett.102.062503 . ПМИД 19257582 . S2CID 24357745 .
- «Атомное ядро с гало: впервые ученые измерили размер однонейтронного гало с помощью лазеров» . 2009 г.
Измерения показали, что среднее расстояние между нейтронами гало и плотным ядром ядра [Be-11] составляет 7 фемтометров. Таким образом, нейтрон гало находится примерно в три раза дальше от плотного ядра, чем самый внешний протон, поскольку само ядро имеет радиус всего 2,5 фемтометра.
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь ) - Маркиз, FM; Лабиш, М.; Орр, Н.А.; Анжелика, JC; Аксельссон, Л.; Бенуа, Б.; Бергманн, Калифорнийский университет; Борге, MJG; Кэтфорд, Западная Нью-Йорк; Чаппелл, САУ; Кларк, Нью-Мексико; Коста, Г.; Кертис, Н.; д'Арриго, А.; Де Гоес Бреннан, Э.; Де Оливейра Сантос, Ф.; Дорво, О.; Фасио, Г.; Фрир, М.; Фултон, Британская Колумбия; Гарден, Г.; Греви, С.; Гиймо-Мюллер, Д.; Ханаппе, Ф.; Хойш, Б.; Джонсон, Б.; Ле Брун, К.; Линхардт, С.; Левитович, М.; и др. (2002). «Обнаружение нейтронных кластеров». Физический обзор C . 65 (4): 044006. arXiv : nucl-ex/0111001 . Бибкод : 2002PhRvC..65d4006M . дои : 10.1103/PhysRevC.65.044006 . S2CID 37431352 .