_ În căutarea degradării celui mai rar izotop al naturii: Tantal-180m

15:19 2024-03-18 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

_ Căutarea decăderii al celui mai rar izotop al naturii: Tantal-180m

Tantalul este unul dintre cele mai rare elemente și are mai mulți izotopi stabili. Cel mai puțin abundent izotop de tantal, Ta-180 se găsește în mod natural într-o stare excitată de lungă durată, o caracteristică unică a acestui izotop. În stările excitate, protonii sau neutronii unui nucleu au niveluri de energie mai mari decât cele normale.

Deși este posibil din punct de vedere energetic, dezintegrarea radioactivă a acestei stări excitate în Ta-180m nu a fost niciodată observată. Cercetătorii efectuează acum experimente care urmăresc să măsoare această dezintegrare, care se așteaptă să aibă o viață de aproximativ 1 milion de ori mai lungă decât vârsta universului.

Dezintegrarea stărilor excitate ale nucleelor oferă perspective asupra modului în care nucleele se deformează când se află în acele stări. Fizicienii nucleari au studiat pe larg variațiile de formă și formarea ulterioară a acestor izotopi de scurtă durată, numiți izomeri. Cu toate acestea, ei nu au studiat temeinic unul dintre cele mai extreme cazuri, dezintegrarea Ta-180m.

Fizicienii pot folosi teoria nucleară pentru a prezice dezintegrarea Ta-180m pe baza cunoștințelor izomerilor cu durată mai scurtă. , dar acest izomer special nu a fost măsurat. Stabilitatea sa excepțională provoacă teoriile și modelele existente ale structurii și dezintegrarii nucleare. Aceasta înseamnă că măsurarea dezintegrarii în Ta-180m este o oportunitate fără precedent de a contribui la teoria nucleară.

Acum, pentru prima dată, oamenii de știință au conceput un experiment cu sensibilitatea necesară pentru a atinge timpii de înjumătățire prezis. Experimentul a produs date inițiale și a stabilit cele mai lungi limite atinse vreodată în studiile de izomeri nucleari. Cercetarea este publicată în jurnalul Physical Review Letters.

În acest proiect, fizicienii au restructurat unitatea de fundal ultra-scăzută MAJORANA de la Sanford Underground Research Facility din Dakota de Sud. În plus, au introdus un eșantion de tantal substanțial mai mare în comparație cu orice utilizat anterior în studii similare.

De-a lungul unui an, cercetătorii au colectat date folosind detectoare de germaniu cu o rezoluție energetică excepțională. Ei au dezvoltat, de asemenea, metode de analiză special adaptate pentru a detecta mai multe semnături anticipate de degradare. Aceste eforturi combinate le-au permis să stabilească limite fără precedent, care se încadrează în intervalul de la 1018 la 1019 ani. Acest nivel de sensibilitate marchează primul exemplu în care valorile timpului de înjumătățire prezise din teoria nucleară au devenit atinse.

Deși procesul de dezintegrare nu a fost încă observat, aceste progrese au îmbunătățit semnificativ limitele existente cu una sau două ordine. de magnitudine. În plus, acest progres a permis cercetătorilor să îndepărteze anumite intervale de parametri asociate cu diferite particule potențiale de materie întunecată.

(Fluierul)