أضواء على الأبحاث

قياس حجم العناصر فائقة الثقل

  • Published online:

Credit: Steve Gschmeissner/SPL

سَجَّل الفيزيائيون أول قياسات مباشرة لعدد الكتلة - العدد الكلي للبروتونات والنيوترونات في نواة الذَّرّة - لعنصرين من العناصر فائقة الثقل، هما: نيهونيوم، وموسكوفيوم.

استخدمت جاكلين جيتس، من مختبر لورانس بيركلي الوطني في كاليفورنيا، وزملاؤها مسرع جسيمات صغير؛ لإطلاق أيونات الكالسيوم على هدف من الأمريسيوم، وهو العنصر رقم 95. أنتجت هذه التصادمات أنوية ذرات نيهونيوم وموسكوفيوم (العنصرين 113، و115)، بمعدل نواة في اليوم تقريبًا. صمم الفريق جهازًا (في الصورة) يفصل الأنوية المتكونة حديثًا، وفقًا لنِسَب الكتلة إلى الشحنة.

بعد ذلك، استقرت الأنوية في كاشف سليكون، وخضعت لسلسلة من الاضمحلال النووي، باعثة لجسيمات مشحونة في أثناء ذلك. ومن خلال تتبُّع هذه الجسيمات المشحونة، تمكَّن الباحثون من معرفة موقع النواة بدقة. وهذا الموقع تحدد بناء على نسبة كتلة النواة إلى شحنتها، مما ساعد الفريق على استقراء كتلة النواة من خلال موقع النواة على الكاشف نسبة إلى عددها الكتلي، الذي يرتبط بدوره ارتباطًا وثيقًا بكتلة الذَّرّة.

أثبتت النتائج صحة أساليب غير مباشرة، مستخدَمة على نطاق واسع في تقدير الكتل فائقة الثقل.

Phys. Rev. Lett. 121, 222501 (2018)