Колко Неутрони И Протони Могат Да Се Разберат? Може Би 7000

{h1}

Физиците откриха, че могат да съществуват приблизително 7000 нуклиди или вариации на атомни ядра.

Тази статия е актуализирана на 28 юни в 16:54 ч. ЕТ.

Учените отдавна се чудят дали има ограничение на броя на протоните и неутроните, които могат да бъдат групирани заедно, за да образуват ядрото на атом. Ново проучване се доближава по-близо до всякога до намирането на отговора, като се прецени общият брой на ядрените вариации, които могат да съществуват.

Периодичната таблица с елементи включва 118 известни вида атоми и всеки от тях съществува (естествено или синтетично) в няколко варианта с различен брой неутрони, което води до около 3000 различни атомни ядра. Тъй като технологията се усъвършенства през годините, физиците изграждат все по-тежки и по-тежки атоми - елемент 117 е създаден едва миналата година, а изследователите са горещи по следите на 119. Нови проекти са в процес на добавяне и изваждане на неутрони към известни елементи към създават все по-екзотични вариации, известни като изотопи.

Но къде свършва?

В документ, публикуван в утрешния (28 юни) брой на списанието Nature, изследователите съобщават, че трябва да са възможни приблизително 6 900 нуклиди (вариации на атомни ядра) плюс или минус 500. [Инфографика: Дисектирани най-малките частици на природата]

Ядрено свързване

„Отвъд 7 000, ние говорим за нуклиди, чийто живот може да бъде толкова кратък, че да не могат да се образуват“, казва членът на изследователския екип Витолд Назаревич от Университета на Тенеси, Националната лаборатория Оук Ридж в Тенеси и Варшавския университет в Полша. "Системата би се разпаднала моментално."

Дори в рамките на тези 7000, огромното мнозинство би било нестабилно и би продължило само малка част от секундата. От 3000 известни нуклиди само 288 са стабилни.

Атомите са ограничени в броя на протоните, които могат да съдържат, защото всеки протон е положително зареден и защото „като отблъсквания като“, те искат да се изтласкат един друг. Дори неутроните, които нямат заряд, са леко отблъскващи един към друг. Мистериозна сила, наречена силното взаимодействие, което е около 100 пъти по-силно от електромагнетизма, е това, което свързва протоните и неутроните заедно в ядра.

"Природата или точната форма на силната сила, особено в по-тежките ядра, все още са обект на много интензивни експериментални и теоретични изследвания", каза Назаревич пред WordsSideKick.com. [Топ 10 необясними феномена]

За да създадат новата оценка, Назаревич и неговите колеги, водени от Йохен Ерлер от Университета в Тенеси и Оук Ридж, разгледаха това, което се нарича капковата линия, теоретична граница за броя на неутроните, която може да се комбинира с определен брой протони до образуват ядро. (Идеята е, че ако се добавят повече неутрони отвъд тази линия, те ще „капят“ или ще изпаднат от ядрото.)

За да очертаят капковата линия, изследователите екстраполират от най-добрите налични модели на ядрени взаимодействия в тежки ядра. Чрез включването на различни модели учените успяха да преценят първите надеждни грешки по техните прогнози, показвайки колко точно е оценката.

"Това е първото проучване, което наистина даде грешка и показа кое е най-доброто теоретично предположение за тази граница", каза Назаревич. „Не е достатъчно да предоставите число. Трябва да предоставите число с [оценка на] неопределеността.“

Супернови и неутронни звезди

Новата оценка не е просто теоретично количество - броят ще представлява всички възможни видове, които биха могли да бъдат създадени в астрофизичните явления, като експлозии на свръхнови или сливания на неутронни звезди.

В тези екстремни ситуации се създава излишък от неутрони и много от тези неутрони могат да бъдат улавяни от атомни ядра, създавайки нови нуклиди. Често се случва процес, наречен бета-разпад, при който неутронът се превръща в протон, като освобождава както електрон, така и минус-частица, наречена неутрино. Това позволява създаването на не само по-тежки изотопи на съществуващи елементи, но и нови, по-тежки елементи с повече протони на атом. Всъщност повечето елементи, по-тежки от желязото, открити във Вселената, са създадени в свръхнови.

Констатациите на екипа могат да бъдат използвани практически, когато около 2020 г. в държавния университет в Мичиган се отвори ново съоръжение, наречено „съоръжение за редки изотопни лъчи“. Проектът е предназначен да синтезира много от радиоактивни, слабо свързани ядра, които са били предвидени, но никога не са видени, за да се очертаят някои от неизследваната територия в ядрения пейзаж.

"Забележително е, че ние не правим какви комбинации от неутрони и протони могат да направят атомно ядро. Не сме сигурни колко елементи могат да съществуват в крайна сметка или като цяло за всеки елемент колко са възможни изотопи", главният учен на FRIB Брад Шерил, който беше не участва в новото проучване, пише в имейл. „Настоящата работа е новаторска, тъй като тя не само прави солидна прогноза за колко, но и дава добра оценка на грешките в това предположение. Въпреки че диапазонът на грешките изглежда разумен, все още вероятно ще открием изненади и ще бъде чудесно да използвам съоръжения като FRIB за проверка на тези прогнози. Единственото, на което съм готов да се обзаложа, е, че по пътя ще има изненади. "

Учените се надяват, че FRIB ще може да създаде нови елементи - тоест ядра с повече от 118 протона - в допълнение към нови изотопи на известните елементи.

"Колко нови елемента можем да създадем? Не знаем", каза Назаревич.

Следете Клара Московиц в Twitter @ClaraMoskowitz или WordsSideKick.com @wordssidekick, Ние също сме на Facebook.


Видео Добавка: .




Изследване


1200 Парчета Фосилизиран Poop Печелят Колекционерски Рекорд
1200 Парчета Фосилизиран Poop Печелят Колекционерски Рекорд

Какво Става, Ако Жена Приеме Виагра?
Какво Става, Ако Жена Приеме Виагра?

Наука Новини


Хирургията На Анджелина Джоли Пит: Какви Са Рисковете От Ранна Менопауза?
Хирургията На Анджелина Джоли Пит: Какви Са Рисковете От Ранна Менопауза?

Извънземните Могат Да Живеят Така! Животът Намерен В Мазната Гъска
Извънземните Могат Да Живеят Така! Животът Намерен В Мазната Гъска

Darpa Издава Огромен Онлайн Каталог С Отворен Код
Darpa Издава Огромен Онлайн Каталог С Отворен Код

Химикът Разтърсва Атомите, Печели Нобелова Награда
Химикът Разтърсва Атомите, Печели Нобелова Награда

6 Неочаквани Ефекти От Изменението На Климата
6 Неочаквани Ефекти От Изменението На Климата


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2019 BG.WordsSideKick.com