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變形的原子核是雙重神奇的。 科學家發現了缺失的鋯80質量

的科學家 國家超導迴旋加速器實驗室 (NSCL) 和密歇根州立大學的稀有同位素束設施 (FRIB) 已經解開了鋯 80 質量缺失的謎團,這是他們自己遇到的難題。 在 NSCL 進行的實驗表明, 鋯80包含 40 個質子和 40 個中子的重量比它應該的要輕得多。 現在,FRIB 的理論家已經進行了計算,為丟失的質量會發生什麼問題提供了答案。

發表在《自然物理學》上的論文的第一作者亞歷克·哈梅克 (Alec Hamaker) 說,理論家和實驗物理學家之間的關係就像一場協調的舞蹈。 有時是理論家在實驗發現之前帶路並展示了一些東西,有時是實驗者發現了理論家沒有預料到的東西,Ryan Ringle 補充道。

 圖片來源:維基百科/ 那些

最新的發展只是對世界各地科學家的期望的一種體驗。 現在已經提供 NSCL,這是美國研究稀有藥物的領先地點 同位素,為科學家們提供了巨大的機會。 但定於明年開放的 FRIB 絕對是獨一無二的。 來自世界各地的科學家將能夠製造在其他任何地方都無法獲得的同位素。 例如,像 FRIB 這樣的設施不僅擴展了我們對宇宙的了解,而且還使我們能夠改進癌症治療。 Ringle 解釋說,FRIB 將使以前無法進行的研究成為可能,並且該設施將在未來幾十年提供新的發現。

但是讓我們回到我們的 80Zr。 它是在 NSCL 製造的,該設施的能力使科學家能夠以前所未有的精度測量其質量。 這種元素的質量以前曾被測量過,但從未如此準確。 這些精確的測量揭示了很多有趣的事情。 因為如果我們能夠如此精確地確定質量,我們實際上是在測量已經丟失的質量。 因為原子核的質量不等於原子核的質量之和 質子中子. Ringle 解釋說,一些缺失的質量表現為將核心聚集在一起的能量。

我們都記得愛因斯坦著名的方程 E = mc ^ 2。 沒有別的意思 能源 是等價的,它們是等價的。 然而,這只能在極端條件下觀察到,例如在原子核中發現的條件。 因為如果原子核中的質子和中子之間有更多的結合能,如果它們彼此更緊密地結合在一起,就會失去更多的質量。 而鋯 80 核正是這種情況,因為新的實驗表明,中子和質子之間的作用力比預期的要大。 如果是這樣,理論家必須找到解釋為什麼會發生這種情況。

因此,他們檢查了有關 80Zr 的現有理論。 他們說,除此之外,這個核心可能是一個雙重魔法核心。
之前的實驗表明 鋯80芯 類似於橄欖球而不是球。 根據理論家的說法,這種形狀可能有助於核心的雙重“魔法”。 理論家30多年來一直懷疑鋯石80核是變形的神奇雙核。 實驗者花了一些時間來證明這一點。 Hamaker 說,現在他們有了支持該理論的證據,理論家們可以採取下一步行動。

科學家們期待著開始 FRIB 並希望通過這個設施了解更多關於像 zirconium-80 這樣的不尋常內核的信息。