ABD'deki fizikçiler ağır iyonları çarpıştırarak daha önce görülmemiş beş nükleer izotop yarattılar. Liderliğinde Oleg Tarasov Michigan Eyalet Üniversitesi'ndeki ekip, platin-198'in parçalanmasıyla üretilen enkazdaki çekirdekleri tespit etti.

Fizikçiler tarafından yaklaşık 300 doğal olarak oluşan izotop bilinmektedir ve bunların yaklaşık 250'si kararlıdır. Araştırmacılar ayrıca Michigan Devlet Üniversitesi'ndeki hızlandırıcı tabanlı bir enstitü olan Nadir İzotop Kirişleri Tesisi (FRIB) gibi laboratuvarlarda yaklaşık 3000 kısa ömürlü izotop oluşturdu.

Kısa ömürlü izotoplar, süpernova ve nötron yıldızı birleşmeleri gibi şiddetli astrofizik olaylarda da doğal olarak meydana gelir. Bu olaylarda, bu izotoplardan bazılarının, altın gibi ağır elementleri oluşturan hızlı nötron yakalama sürecine (r-süreci) dahil olduğu düşünülüyor.

Küçük kesir

Tarasov, "Doğal izotopların sayısı, olası izotopların çok küçük bir kısmıdır ve aktif nükleer reaksiyonların olduğu aşırı astrofiziksel ortamlarda var olan sayının da çok küçük bir kısmıdır" diye açıklıyor. “Temel bir soru şudur: Hangi proton ve nötron kombinasyonları bir atom çekirdeği veya nadir bir izotop oluşturabilir?”.

Bu soruyu yanıtlamak, ağır iyon ışınlarını 200 MeV'ye kadar enerjilerdeki hedeflere çarparak izotoplar oluşturan FRIB'in hedeflerinden biri. Işın gücündeki son artış sayesinde tesis, nükleer haritanın henüz keşfedilmemiş bölgelerindeki ağır, nötron açısından zengin izotoplara benzeri görülmemiş bir erişim sağlamaya hazırlanıyor.

Tarasov'un ekibi için özellikle ilgi çekici bir bölge, kurşun-208'den biraz daha hafif izotoplar içeriyor. Şimdiye kadar bu çekirdeklerin, deneylerdeki düşük üretim verimi ve farklı çekirdekler arasında ayrım yapma zorluğu nedeniyle incelenmesinin zor olduğu kanıtlandı.

Mermi parçalanması

Tarasov, FRIB ile "protonlardan çok daha fazla nötron içeren ağır izotoplar, doğal bir platin izotopu gibi ağır ve kararlı bir ışının, ışık hızının yarısı kadar bir hızda bir karbon hedefine çarptığı mermi parçalanmasıyla üretilebilir" diye açıklıyor.

Yeni izotoplar bulmak için araştırmacılar iki aşamalı bir görevle karşı karşıya kaldı: Parçalanma kalıntılarını içerdiği farklı izotoplara göre sınıflandırmak ve her bir izotopu net bir şekilde tanımlamak. FRIB'deki Gelişmiş Nadir İzotop Ayırıcı (ARIS) kullanılarak bu zorlukların üstesinden gelindi.

Ekibin parçalanma deneyi toplamda, daha önce hiç gözlemlenmemiş olan tülyum, iterbiyum ve lutesyum elementlerinin beş farklı izotopunu ortaya çıkardı.

Tarasov, "Bu izotopların başarılı bir şekilde tanımlanması, ARIS parça ayırıcının yüksek çözünürlük yeteneklerini ve özellikle ışın yoğunluğu arttıkça periyodik tablonun yüksek Z bölgesinde gelecekteki keşifler için potansiyelini ortaya koyuyor" diyor.

Ekip, sonuçlarının parçalanma deneyleri için heyecan verici yeni bir çağın yalnızca başlangıcı olduğundan emin. Tarasov şöyle devam ediyor: "Bu, FRIB operasyonlarının başlamasından bir yıldan kısa bir süre sonra gerçekleştirildi ve kurşun ve uranyum parçalanmasıyla benzer ölçümler yapılırken büyük bir bilim potansiyeli vaat ediyor."

Gelecek deneylerde Tarasov ve meslektaşları 126 nötron içeren çekirdekler üretmeyi hedefleyecekler. Bu “sihirli bir sayı”dır ve bu çekirdeklerin nükleer haritadaki komşularına göre daha kararlı olması beklenmektedir. Bu onları astrofizikçiler için r-süreci çalışmalarında önemli bir hedef haline getiriyor. Dolayısıyla gelecekteki araştırmalar evrendeki demirden ağır elementlerin yaklaşık yarısının kökenini daha iyi anlamamızı sağlayabilir.

Araştırma şu şekilde açıklanmaktadır: Physical Review Letters.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://physicsworld.com/a/frib-finds-five-new-isotopes-in-platinum-fragments/