Не круглая: ученые выяснили, какую форму имеют ядра самых тяжелых атомов Вселенной

Некоторые из самых тяжелых атомов во Вселенной изучать очень сложно, ведь их ядра очень быстро распадаются. В частности, речь идет о группе химических элементов, известных как актиноиды. Ученые с помощью нового метода смогли подробно изучить внутреннюю структуру атомов двух тяжелых элементов, нептуния и фермия, и впервые выяснили, какую форму имеют их ядра. Лучшее понимание природы этих атомов имеет и практическое применение, пишет Фокус.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Актиноиды – это группа из 14 радиоактивных химических элементов в нижней части периодической таблицы с номерами от 90 до 103. Группа состоит из тория, протактиния, урана, нептуния, плутония, америция, кюрия, берклия, калифорния, эйнштейния, фермия, менделевия, нобелия и лоуренсия. Эти элементы обладают высокой плотностью и некоторые из них существуют всего несколько секунд, прежде чем распадутся. Только четыре из 14 элементов этой группы встречаются в природе на Земле. Остальные можно получить в очень малых количествах. И все это усложняет изучение актиноидов. Уран и плутоний являются наиболее известными актиноидами, но ученые из Гетеборгского университета изучили нептуний и фермий.

Исследователи разработали новый метод анализа атомов одних из самых тяжелых элементов с использованием лазерной системы, основанной на оптическом параметрическом осцилляторе. Эта лазерная технология позволяет получать длины волн света, которые обычные лазерные системы с трудом могут воспроизвести с достаточной интенсивностью и точностью длины волны.

Ученые направляли лазерные импульсы на атомы нептуния и фермия, и измеряли небольшие изменения энергии в поглощаемых длинах волн света. Эти изменения предоставляют информацию о размере и форме ядер атомов, а также магнитных и электрических свойствах.

Исследователи впервые смогли получить полное высококачественное представление о форме ядра атомов фермия и нептуния. Оказалось, ядра имеют не круглую, а вытянутую форму, и напоминают мяч для регби.

Понимание формы ядер атомов одних из самых тяжелых химических элементов имеет важное значение для проверки и совершенствования моделей ядерной физики. Эти модели используют для прогнозирования поведения химических элементов, которые еще не открыты.

Есть также и практические последствия данного открытия. Нептуний является частью ядерного топливного цикла, поэтому лучшее понимание его свойств может способствовать более эффективному обращению с ядерными отходами, что может привести к их сокращению.

В долгосрочной перспективе результаты исследований актиноидов могут также способствовать производству радиоактивных изотопов, используемых в лечении рака.

Как уже писал Фокус, ученые из США представили концепцию совершенно нового типа лазера, который может совершить прорыв в физике и иметь практическое применение.

Также Фокус писал о том, что китайские ученые создали технологию беспроводной передачи энергии беспилотным летательным аппаратам, когда они находятся в воздухе, с помощью микроволнового излучения.

При написании материала использованы источники: Interesting Engineering.