Kluczowy eksperyment w Ośrodku Badań Ciężkich Jonów
Badacze z Instytutu Fizyki Nowoczesnej Chińskiej Akademii Nauk wykorzystali zaawansowane możliwości Ośrodka Badań Ciężkich Jonów w Lanzhou (HIRFL). Wygenerowali tam wiązkę jonów molibdenu-93m i poddali ją precyzyjnym testom. Metoda pomiarowa była tak czuła i miała tak niski poziom zakłóceń, że pozwoliła na bezpośrednie porównanie dwóch konkurujących ze sobą teorii. W eksperymencie użyto cienkich folii z ołowiu i węgla. Naukowcy mierzyli, jak często izomer uwalniał energię przechodząc przez te materiały.
Czytaj też: Nowy materiał odmienia odzysk energii z ciepła odpadowego. Jak to możliwe, że powstał dopiero teraz?
Wyniki były jednoznaczne: prawdopodobieństwo wynosiło około 2 na 100 000 dla ołowiu i 5 na milion dla węgla. Te wartości idealnie pasowały do przewidywań dla procesu zwanego nieelastycznym rozpraszaniem jądrowym. To właśnie on okazał się dominującym mechanizmem. Alternatywna hipoteza, zakładająca wzbudzenie jądrowe przez wychwyt elektronów (NEEC), została w tym układzie doświadczalnym wykluczona. Dlaczego? Bo jej przewidywania były znacznie mniejsze od zmierzonych wartości.
Perspektywy dla technologii jądrowych
Dlaczego to takie ważne? Izomery, takie jak Mo-93m, to jak naładowane, acz niezwykle stabilne baterie na poziomie atomu. Zrozumienie, jak je „rozładować”, jest pierwszym krokiem do praktycznego wykorzystania. Teoretycznie mogłyby zasilać urządzenia przez całe lata, znaleźć zastosowanie w laserach gamma o nieosiągalnej dziś precyzji czy stać się sercem nowej generacji zegarów atomowych.
Czytaj też: Fizycy odkryli lewitujące kryształy czasu. Możesz wziąć je w ręce i wykorzystać na wiele sposobów
Odkrycie ma też szerszy wymiar. Dostarcza kluczowych danych do modelowania zachowania materii w ekstremalnych warunkach, na przykład we wnętrzach gwiazd czy w reaktorach termojądrowych. Co ciekawe, chińscy fizycy nie skreślają całkowicie mechanizmu NEEC. Sugerują, że w innych, ściśle kontrolowanych warunkach – jak specjalnie przygotowana plazma – mógłby on działać efektywnie. To otwiera nowy rozdział badań, skupionych już nie na tym, „czy”, ale na tym, „jak” go wykorzystać.