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2025-01-16 03:32:00
GSI/FAIR、ヨハネス・グーテンベルク大学マインツ、ヘルムホルツ研究所マインツの研究チームは、超重核種ラザフォルジウム252原子核を測定することにより、超重核種内のいわゆる安定性の島の限界をより正確に調査することに成功した。既知の超重原子核の中で最も寿命が短い。結果は雑誌に掲載されました 物理的なレビューレター 「編集者の提案」として強調表示されます。
強い力により、陽子と中性子からなる原子核の凝集が保証されます。しかし、正に帯電した陽子は互いに反発するため、陽子が多すぎる原子核は分裂の危険にさらされており、新しい超重元素の生成における課題となります。陽子と中性子の特定の組み合わせ、いわゆる「魔法の数」は、原子核にさらなる安定性を与えます。これらの魔法の組み合わせを考慮すると、1960 年代に遡る理論研究は、不安定な超重核の海の中に安定の島が存在し、地球の年齢に近づくほどの非常に長い寿命が達成できると予測しています。
その後、この島の概念は、予測される次の魔法数 184 中性子に近づくにつれて、現在知られている最も重い原子核の半減期が増加することが観察され、確認されました。しかし、この島の頂上の位置、その高さ（予想される最大半減期を反映している）、そして島の広がりもまだ不明です。ダルムシュタットの GSI/FAIR、ヨハネス・グーテンベルク大学マインツ (JGU)、およびヘルムホルツ研究所マインツ (HIM) の研究者らは、これまで知られている中で寿命が最も短い超重核を発見し、この島の地図作成に一歩近づいた。ラザフォージウム (Rf、元素 104) の核における島の海岸線の位置。
実験的な検出を可能にするためには、超重核の最小寿命は100万分の1秒のオーダーであるため、不安定の海の近くにある非常に寿命の短い超重核はアクセスできなくなります。しかし、トリックがあります。量子効果によって安定化された励起状態は、より長い寿命を示し、短寿命の原子核への扉を開くことがあります。 「私の計算によると、そのような長寿命の励起状態、いわゆる異性体は、変形した形状の超重核に広く分布しています」と、GSI/FAIRの超重元素化学研究部門の論文の筆頭著者であるKhuyagbaatar Jadambaa博士は述べています。 「したがって、それらは、不安定の海の上に浮かぶ『安定の雲』によって、安定の島のイメージを豊かにするのです。」
ダルムシュタットとマインツの研究チームは、これまで知られていなかった核Rf-252を探索することで、これらの予測を検証することに成功した。研究者らは、GSI/FAIRのUNILAC加速器で利用可能なチタン50の強力なビームを使用して、ターゲットフォイル上に供給された鉛核とチタン核を融合させた。融合生成物は、TransActinide Separator and Chemistry Apparatus TASCA で分離されました。約0.6マイクロ秒の飛行時間の後、それらはシリコン検出器に注入された。この検出器は、それらの注入とその後の崩壊を記録しました。
半減期13マイクロ秒で核分裂により崩壊するRf-252の合計27個の原子が検出された。 GSI/FAIRの実験電子部門が開発した高速デジタルデータ収集システムのおかげで、異性体Rf-252mの注入後に放出され、基底状態への崩壊中に放出された電子が検出された。同様のケースが 3 件登録されました。すべての場合において、その後の核分裂は 250 ナノ秒以内に起こりました。これらのデータから、Rf-252 の基底状態の半減期は 60 ns であると推定されました。これは、現在知られている中で最も寿命の短い超重原子核です。
「この結果は、最も重い原子核の既知の寿命の下限をほぼ2桁短縮し、適切な異性体状態が存在しない場合には直接測定するには短すぎる時間となった。今回の発見は、原子核の更なる探索のための新たなベンチマークを設定した。」そのような異性体状態、励起状態が基底状態よりも安定である逆転核分裂安定性、および最も重い原子核の同位体境界に関連する現象です。」 GSI/FAIR の超重元素化学研究部門の責任者であるクリストフ E. デュルマン教授は次のように述べています。
将来の実験では、次に重い元素であるシーボーギウム（Sg、元素106）の逆核分裂安定性を有する異性体状態の測定が想定されており、同位体をさらにマッピングするために、マイクロ秒未満の寿命を持つSg同位体の合成に使用される予定です。国境。この結果はまた、ダルムシュタットで現在建設中の国際施設FAIR（反陽子・イオン研究施設）に新たな展望を開くものでもある。
#ランドアホイ #GSIFAIRでの実験で超重元素の安定性島の海岸線が明らかに