Ученые раскрыли форму редчайших атомов: ядра нептуния оказались вытянутыми

Исследователи смогли изучить одни из самых нестабильных атомов во Вселенной до того, как они распались. Новые измерения показали, что ядра Neptunium и Fermium имеют вытянутую форму, напоминающую мяч для регби.

Ученые раскрыли форму редчайших атомов: ядра нептуния оказались вытянутыми

Некоторые из самых тяжелых элементов таблицы Менделеева существуют считанные секунды и распадаются раньше, чем ученые успевают их полноценно исследовать. Именно поэтому структура таких атомов долгое время оставалась почти недоступной для науки. Теперь команда исследователей из University of Gothenburg смогла получить важные данные о ядрах нептуния и фермия. Для этого использовались точно настроенные лазерные импульсы, которые позволили буквально «поймать» атомы в короткий момент их существования.

Результат оказался неожиданно наглядным: ядра этих элементов не являются идеально круглыми. Вместо этого они вытянуты и по форме напоминают мяч для регби. На первый взгляд это может показаться мелочью, однако форма ядра напрямую влияет на поведение атома, процессы распада и вероятность существования еще более тяжелых элементов. Главная сложность подобных экспериментов заключается в том, что такие атомы создаются в ускорителях в микроскопических количествах. Часто речь идет буквально о нескольких атомах, живущих секунды или даже меньше.

Чтобы решить проблему, ученые разработали специальную лазерную систему, способную генерировать сверхточные длины волн света, в том числе в ультрафиолетовом диапазоне. Именно там тяжелые элементы особенно хорошо реагируют на излучение. Когда лазер воздействует на атом, электроны переходят между энергетическими уровнями. Эти переходы немного меняются в зависимости от формы и размера ядра. Анализируя микроскопические отклонения, исследователи смогли восстановить внутреннюю структуру атомов.

Такие данные важны не только для фундаментальной науки. Они помогают уточнять модели ядерной физики, предсказывать свойства еще не открытых элементов и понимать пределы существования сверхтяжелых ядер. Есть и практическая сторона. Нептуний связан с ядерным топливным циклом, поэтому лучшее понимание его свойств может помочь в переработке отходов и разработке новых технологий. В долгосрочной перспективе исследования актиноидов также могут пригодиться в производстве радиоизотопов для медицины, включая лечение онкологических заболеваний.

Следующий этап работы — дальнейшее совершенствование лазерной техники. Это даст шанс изучить еще более редкие и нестабильные элементы, которые пока остаются почти неизвестными.

Читайте также

Владение смартфоном снижает навыки чтения у детей 3–6 классов – исследование UCLA

Владение смартфоном снижает навыки чтения у детей 3–6 классов – исследование UCLA

Следы возрастом 1,43 млн лет у озера Туркана рассказали о предках человека ростом 180 см

Следы возрастом 1,43 млн лет у озера Туркана рассказали о предках человека ростом 180 см

Китайские ученые создали сверхпрочный сплав, выдерживающий нагрев до 2400 °C

Китайские ученые создали сверхпрочный сплав, выдерживающий нагрев до 2400 °C

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Траектория старения: в ННГУ научились прогнозировать возрастные изменения у конкретного человека

Траектория старения: в ННГУ научились прогнозировать возрастные изменения у конкретного человека

Ученые МИСИС создали наночастицы с защитой от перегрева для терапии рака

Ученые МИСИС создали наночастицы с защитой от перегрева для терапии рака

Физики раскрыли загадку «лишнего» гамма-излучения атомных ядер, над которой бились десятилетиями

Физики раскрыли загадку «лишнего» гамма-излучения атомных ядер, над которой бились десятилетиями

Ученые выяснили, что многолетние финансовые трудности могут ускорять старение мозга

Ученые выяснили, что многолетние финансовые трудности могут ускорять старение мозга

Рождение GEO: как бренды платят миллионы, чтобы их советовал ИИ

Рождение GEO: как бренды платят миллионы, чтобы их советовал ИИ

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Бензин как лотерея: станут ли гибриды и электромобили популярным выбором россиян?

Бензин как лотерея: станут ли гибриды и электромобили популярным выбором россиян?

7 удивительных фактов о черных дырах, которые меняют наше представление о Вселенной

7 удивительных фактов о черных дырах, которые меняют наше представление о Вселенной

22-тонный КАМАЗ-1010 «обманывает» законы физики в карельских лесах

22-тонный КАМАЗ-1010 «обманывает» законы физики в карельских лесах

ChatGPT заблокировал запросы на имитацию стиля известных писателей

ChatGPT заблокировал запросы на имитацию стиля известных писателей

Ученые предложили новый способ искать разумную жизнь во Вселенной — без поиска технологий

Ученые предложили новый способ искать разумную жизнь во Вселенной — без поиска технологий

«Умный пластырь» определяет сахар в крови через пот за пять секунд

«Умный пластырь» определяет сахар в крови через пот за пять секунд