O efektach tych badań możemy już przeczytać na łamach Physics Letters B. Dokonania autorów są niezwykle istotne, ponieważ właściwości jąder atomowych mają kluczowe znaczenie zarówno w kontekście zrozumienia kosmosu, jak i rozwiązywania problemów z codziennego życia.
Czytaj też: Tajemnice wszechświata ukrywają się w jądrach atomowych. Ci naukowcy są na ich tropie
Autorzy skupili się na węglu-13, stabilnym izotopie tego pierwiastka odpowiadającego za nieco ponad 1 procent całego ziemskiego węgla. Obserwacja zjawisk zachodzących w jądrach atomowych to ogromne wyzwanie, ale możliwe do zrealizowania. Skąd te trudności? Cząstki tworzące jądra wchodzą w złożone interakcje obejmujące aż trzy z czterech rodzajów oddziaływań występujących w przyrodzie: odziaływań silnych, słabych i elektromagnetycznych.
Nasze wyniki dotyczą specjalnego rodzaju wzbudzenia jąder atomowych węgla-13. Wzbudzenia te, znane jako “rozciągnięte” stany rezonansowe, z wielu powodów wzbudzają zainteresowanie fizyków, zwłaszcza astrofizyków. Następstwem udanego eksperymentu będzie seria dalszych pomiarów mających na celu poszerzenie naszej wiedzy o właściwościach jąder atomowych innych lekkich izotopów. wyjaśnia Bogdan Fornal, jeden z autorów
Jądra atomowe mogą zawierać informacje istotne zarówno z punktu widzenia astrofizyki jak i codziennego życia
Rozciągnięte stany energetyczne lekkich jąder atomowych mają zalety, wśród których wymienia się na przykład względną prostotę ich opisu teoretycznego, co przekłada się na możliwość tworzenia modeli, które obszernie ilustrują wyniki pomiarów. Natalia Cieplicka-Orynczak dodaje, że jądro w stanie energetycznym zwanym rozciągniętym można sobie wyobrazić jako układ, w którym pod wpływem zderzenia z protonem z zewnątrz tylko jeden proton lub jeden neutron jądra pokonuje lukę energetyczną i przechodzi do stanu energetycznego w tzw. kontinuum energetycznym.
Kluczową rolę w przeprowadzonych eksperymentach odegrał cyklotron Proteus C-235. To właśnie on emituje wiązkę, którą skierowano na węglowe tarcze. Protony emitowane podczas zderzeń wiązki z tarczami były rejestrowane za pomocą systemu pomiarowego KRATTA, składającego się z sześciu matryc detektorów teleskopowych. Detektory rejestrowały protony emitowane pod kątem 36 stopni względem wiązki, ponieważ w obrębie tego kąta powinno być widoczne maksimum emisji rozproszonych protonów związanych ze stanami rozciągniętymi węgla-13.
Czytaj też: Fizycy opracowali nowy sposób pomiaru upływu czasu. Kwantowy zegar przyda się do budowy komputerów
Istotnym wnioskiem wyciągniętym w czasie badań było to, że jądro węgla-13 w stanie rozciągniętym rozpada się dwoma podstawowymi kanałami. Najczęściej jądro emituje proton i przekształca się w wzbudzony bor-12, który następnie emituje kwant gamma. Alternatywny scenariusz zakłada natomiast powstanie węgla-12, czemu towarzyszy emisja neutronu i kwantu gamma.
