Przedstawiciele FRIB na Uniwersytecie Stanowym Michigan prezentują swoje dokonania w Nature Communications Physics. Podstawowym wnioskiem wyciągniętym przez autorów było to, że nawet niewielkie zmiany w wykorzystywanych poziomach energii prowadzą do zmian kształtu jąder atomowych. To z kolei pozwala lepiej zrozumieć złożoną naturę egzotycznych cząstek.
Wykorzystując instrument SuN (Summing NaI Detector) członkowie zespołu badawczego znaleźli sferyczne i zdeformowane stany kobaltu-70. W oparciu o wyniki prowadzonych badań ich autorzy doszli do wniosku, że krótkotrwały izotop istnieje jako przejście między izotopami chromu o podobnej liczbie atomowej a sferycznymi stanami podstawowymi bogatych w neutrony izotopów niklu.
Postępy w tym zakresie są ważne choćby ze względu na badania nad stabilnością jąder atomowych posiadających konkretne liczby protonów bądź neutronów. Za ich sprawą takie jądra mogą cechować się niższym tempem rozpadu, a fizycy chcą jak najlepiej zrozumieć ich inne właściwości.
Śledząc jądra atomowe izotopów takich jak kobalt-70 fizycy zorientowali się, że ich kształty doświadczają zaskakujących zmian w reakcji na nawet najmniejsze wahania energii
Izotopy zawierające wspomniane “magiczne” liczby protonów lub neutronów mają kuliste kształty w stanie podstawowym. Wystarczy jednak wdrożyć zmienne poziomy energetyczne, by sprawić, że ich kształty zaczną się zmieniać. Śledząc te zmiany fizycy próbują zgłębiać tajemnice dotyczące zachowania atomów w egzotycznych układach. Z punktu widzenia postronnego obserwatora nadzwyczaj ciekawe mogą być natomiast doniesienia o tym, jak niewielkie zmiany energii mogą mieć poważny wpływ na kształty tych jąder.
W toku eksperymentów wyjątkowo przydatna okazała się całkowita spektroskopia absorpcyjna, przy udziale której śledzono rozpad żelaza-70 do kobaltu-70 i niklu-70. Wiązka energii służyła do wytwarzania poszczególnych izotopów, a później naukowcy próbowali mapować promienie gamma towarzyszące rozpadowi. Zamiast identyfikacji energii każdego pojedynczego promienia gamma, fizycy woleli sumować całą energię emitowaną na skutek rozpadu.
Czytaj też: Chińscy naukowcy stworzyli nieznany dotąd izotop protaktynu. To przełom w badaniach nad materią atomową
Tym sposobem udało się uwiecznić fenomen, w ramach którego jądra kobaltu-70 przyjmowały zarówno stany kuliste, jak i zdeformowane. A wszystko to przy niemal rekordowo małych różnicach energii. Dalsze plany mają obejmować kolejne eksperymenty mające na celu zgłębianie sekretów tego zadziwiającego zjawiska.