Не кругла: вчені з'ясували, яку форму мають ядра найважчих атомів Всесвіту
Дослідники використовували високоточні лазерні імпульси для вивчення рідкісних актиноїдів. У результаті вони вперше отримали найповніше уявлення про форму ядер цих важких хімічних елементів.
Деякі з найважчих атомів у Всесвіті вивчати дуже складно, адже їхні ядра дуже швидко розпадаються. Зокрема, йдеться про групу хімічних елементів, відомих як актиноїди. Науковці за допомогою нового методу змогли детально вивчити внутрішню структуру атомів двох важких елементів, нептунію та фермаю, і вперше з'ясували, яку форму мають їхні ядра. Краще розуміння природи цих атомів має і практичне застосування, пише Фокус .
У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!
Актиноїди — це група з 14 радіоактивних хімічних елементів у нижній частині періодичної таблиці з номерами від 90 до 103. Група складається з торію, протактинію, урану, нептунію, плутонію, америцію, кюрію, берклію, каліфорнію, ейнштейнію, ферма, менделєвію, нобелію і лоуренсію. Ці елементи мають високу щільність і деякі з них існують лише кілька секунд, перш ніж розпадуться. Тільки чотири з 14 елементів цієї групи зустрічаються в природі на Землі. Решту можна отримати в дуже малих кількостях. І все це ускладнює вивчення актиноїдів. Уран і плутоній є найбільш відомими актиноїдами, але вчені з Гетеборзького університету вивчили нептуній і фермій.
Дослідники розробили новий метод аналізу атомів одних з найважчих елементів з використанням лазерної системи, заснованої на оптичному параметричному осциляторі. Ця лазерна технологія дає змогу отримувати довжини хвиль світла, які звичайні лазерні системи насилу можуть відтворити з достатньою інтенсивністю і точністю довжини хвилі.
Вчені направляли лазерні імпульси на атоми нептунію і фермію, і вимірювали невеликі зміни енергії в поглинаємих довжинах хвиль світла. Ці зміни надають інформацію про розмір і форму ядер атомів, а також магнітні та електричні властивості.
Дослідники вперше змогли отримати повне високоякісне уявлення про форму ядра атомів фермаю та нептунію. Виявилося, ядра мають не круглу, а витягнуту форму, і нагадують м'яч для регбі.
Розуміння форми ядер атомів одних із найважчих хімічних елементів має важливе значення для перевірки та вдосконалення моделей ядерної фізики. Ці моделі використовують для прогнозування поведінки хімічних елементів, які ще не відкриті.
Є також і практичні наслідки цього відкриття. Нептуній є частиною ядерного паливного циклу, тому краще розуміння його властивостей може сприяти ефективнішому поводженню з ядерними відходами, що може призвести до їхнього скорочення.
У довгостроковій перспективі результати досліджень актиноїдів можуть також сприяти виробництву радіоактивних ізотопів, що використовуються в лікуванні раку.
Як уже писав Фокус, вчені зі США представили концепцію абсолютно нового типу лазера, який може зробити прорив у фізиці та мати практичне застосування.
Також Фокус писав про те, що китайські вчені створили технологію бездротового передавання енергії безпілотним літальним апаратам, коли вони перебувають у повітрі, за допомогою мікрохвильового випромінювання.
Під час написання матеріалу використано джерела: Interesting Engineering.