ایزوتوپ تازه کشف شده رکورددار است
او این را به اشتراک می گذارد
عضو
شما آزاد هستید که این مقاله را تحت مجوز Attribution 4.0 International به اشتراک بگذارید.
محققان ایزوتوپ جدیدی از منیزیم به نام منیزیم 18 را کشف کردند.
منیزیم هشتمین عنصر فراوان در پوسته زمین است. ایزوتوپ جدید سبک ترین منیزیم در جهان است.
"این کاملا هیجان انگیز است. هر روز نیست که مردم یک ایزوتوپ جدید کشف می کنند.
ایزوتوپ جدید منیزیم که در آزمایشگاه ملی سیکلوترون ابررسانا در دانشگاه ایالتی میشیگان ساخته شده است، آنقدر ناپایدار است که قبل از اینکه دانشمندان بتوانند مستقیماً آن را اندازه گیری کنند، تجزیه می شود. با این حال، این ایزوتوپ که نمی‌خواهد وجود داشته باشد، می‌تواند به محققان کمک کند تا بفهمند اتم‌هایی که وجود ما را تعیین می‌کنند چگونه ساخته می‌شوند.
کایل براون، استادیار شیمی در مرکز ایزوتوپ نادر در دانشگاه ایالتی میشیگان، می‌گوید: «یکی از سؤالات بزرگی که برای من جالب است این است که عناصر جهان از کجا آمده‌اند. براون یکی از رهبران مطالعه جدید بود. «این عناصر چگونه ساخته می شوند؟ این فرآیندها چگونه اتفاق می‌افتند؟»
ایزوتوپ جدید به تنهایی به این سوالات پاسخ نمی دهد، اما می تواند به اصلاح نظریه ها و مدل هایی که دانشمندان برای توضیح چنین اسرار توسعه می دهند کمک کند.
زمین مملو از منیزیم طبیعی است که مدت‌ها در ستارگان جعل شده است، که از آن زمان به یکی از اجزای اصلی رژیم غذایی و مواد معدنی ما در پوسته سیاره تبدیل شده است. اما این منیزیم پایدار است. هسته یا هسته اتمی آن متلاشی نمی شود.
با این حال، ایزوتوپ جدید منیزیم بسیار ناپایدار است که در طبیعت یافت نمی شود. اما با استفاده از شتاب‌دهنده‌های ذرات برای ساخت ایزوتوپ‌های عجیب و غریب مانند این، دانشمندان می‌توانند مرزهای مدل‌هایی را که به توضیح چگونگی ساخت و ماندن همه هسته‌ها در کنار هم کمک می‌کنند، تغییر دهند.
این به نوبه خود به پیش بینی آنچه در محیط های فضایی شدید اتفاق می افتد کمک می کند که هرگز قادر به تقلید مستقیم یا اندازه گیری از زمین نباشیم.
براون می‌گوید: «با آزمایش این مدل‌ها و بهتر و بهتر کردن آنها، می‌توانیم نحوه کارکرد چیزها را در جایی که نمی‌توانیم آنها را اندازه‌گیری کنیم، تعمیم دهیم.» "ما چیزهایی را که می توانیم اندازه گیری کنیم اندازه گیری می کنیم تا چیزهایی را که نمی توانیم پیش بینی کنیم."
ساخت منیزیم-18
تمام اتم های منیزیم دارای 12 پروتون در هسته خود هستند. پیش از این، سبک‌ترین نسخه منیزیم دارای 7 نوترون بود که در مجموع 19 پروتون و نوترون به آن می‌دهد - از این رو منیزیم-19 نامگذاری شد.
برای ساخت منیزیم-18، که یک نوترون سبک تر است، این تیم با یک نسخه پایدار از منیزیم، منیزیم-24 شروع کردند. سیکلوترون در NSCL پرتوی از هسته‌های منیزیم-24 را تا حدود نصف سرعت نور شتاب داد و آن پرتو را به سمت هدف فرستاد، که یک ورقه فلزی ساخته شده از عنصر بریلیم است. و این فقط اولین قدم بود.
براون گفت: "این برخورد دسته ای از ایزوتوپ های مختلف سبک تر از منیزیم 24 را به شما می دهد." اما از این سوپ می توانیم ایزوتوپ مورد نظر را انتخاب کنیم.»
در این مورد، این ایزوتوپ منیزیم 20 است. این نسخه ناپایدار است، به این معنی که معمولاً در یک دهم ثانیه خراب می شود. بنابراین تیم در حال تلاش برای برخورد این منیزیم 20 با هدف بریلیوم دیگری در حدود 30 متر یا 100 فوت است.
براون گفت: "اما با نصف سرعت نور حرکت می کند." "خیلی سریع به آنجا بروید."
این برخورد بعدی است که منیزیم 18 را ایجاد می کند که در جایی در میدان 600000000 ثانیه حیات دارد. این زمان آنقدر کوتاه است که منیزیم 18 با الکترون پوشانده نمی شود تا قبل از تجزیه به یک اتم کامل تبدیل شود. این فقط به عنوان یک هسته خالی وجود دارد.
در واقع، زمان بسیار کوتاهی است که منیزیم 18 هرگز از هدف بریلیوم خارج نمی شود. ایزوتوپ جدید در داخل هدف تجزیه می شود.
این بدان معنی است که دانشمندان نمی توانند ایزوتوپ را مستقیماً مطالعه کنند، اما می توانند علائم سیگنال فروپاشی آن را مشخص کنند. منیزیم-18 ابتدا دو پروتون را از هسته خود خارج می کند تا به نئون-16 تبدیل شود و سپس دو پروتون دیگر را بیرون می زند تا به اکسیژن-14 تبدیل شود. با تجزیه و تحلیل پروتون ها و اکسیژنی که از هدف فرار می کنند، تیم می تواند خواص منیزیم 18 را استنباط کند.
"قطره های مهم در یک سطل"
"این یک تلاش تیمی بود. براون گفت: "همه واقعاً سخت روی این پروژه کار می کنند." "این کاملا هیجان انگیز است. هر روز نیست که مردم یک ایزوتوپ جدید کشف می کنند.
با این حال، دانشمندان هر سال رکوردهای جدیدی را به فهرست هزاران ایزوتوپ شناخته شده اضافه می کنند.
براون می گوید: «ما قطره ها را به سطل اضافه می کنیم، اما قطره های مهمی هستند. ما می توانیم نام خود را در این مورد بگذاریم، کل تیم می تواند. و می توانم به پدر و مادرم بگویم که من به یافتن این هسته کمک کردم که هیچ کس قبلاً ندیده بود.
محققان کشف خود را در مجله گزارش می دهند نامه معاینه فیزیکی.
محققان دانشگاه پکن، دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس و دانشگاه ایالتی میشیگان نیز به این کار کمک کردند.
حمایت از این مطالعه توسط وزارت نیرو انجام شد. بنیاد ملی علوم ایالات متحده؛ آزمایشگاه کلید ایالتی فیزیک و فناوری هسته ای، دانشگاه پکن؛ برنامه تحقیق و توسعه کلید ملی چین؛ بنیاد ملی علوم چین؛ و شورای بورس تحصیلی چین.
منبع: دانشگاه واشنگتن سنت لوئیس، میشیگان
[ad_2]