பிஸ்மத் ஐசோடோப்புகள் கோளங்களிலிருந்து ரக்பி பந்துகளுக்கு வடிவத்தை மாற்றுதல்

கோளங்களிலிருந்து ரக்பி பந்துகளுக்கு மாற்றுவது பாதரச ஐசோடோப்புகளுக்கு பாதுகாப்பு அல்ல, CERN இன் ISOLDE வசதியில் உள்ள சர்வதேச குழு பிசிகல் ரிவியூ லெட்டர்ஸில் வெளியிடப்பட்ட ஆராய்ச்சி இதழில் இந்த ஆய்வு வெளியிடப்பட்டுள்ளது.

ஐசோடோப்புகள் வேதியியல் தனிமத்தின் வடிவங்களாகும், அவை அவற்றின் அணுக்கருக்களில் அதே எண்ணிக்கையிலான புரோட்டான்களைக் கொண்டிருக்கின்றன, ஆனால் வேறுபட்ட எண்ணிக்கையிலான நியூட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளன.

அணுக்கருக்கள் பொதுவாக கோளமாகவோ அல்லது கிட்டத்தட்ட கோளமாகவோ இருக்கும். கொடுக்கப்பட்ட தனிமத்திற்கு, நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை மாறும்போது, ​​அணுக்கரு வடிவத்தில் படிப்படியான மாற்றம் அல்லது திடீரென்று கூட ஏற்படலாம். இருப்பினும், 50 ஆண்டுகளுக்கு முன்பு, ISOLDE இல் மேற்கொள்ளப்பட்ட ஒரு பரிசோதனையில், பாதரச ஐசோடோப்புகளின் கருக்கள் உண்மையில் ஒரு கோளத்திலிருந்து உச்சரிக்கப்படும் ரக்பி பந்து வரை வியத்தகு முறையில் மாறி மாறி, ஒற்றை நியூட்ரான்கள் அணுக்கருவில் இருந்து அகற்றப்பட்டு அல்லது சேர்க்கப்படுவதை வெளிப்படுத்தியது.

இந்த கண்டுபிடிப்பு கடந்த ஐந்து தசாப்தங்களில் அணு இயற்பியலில் மிகவும் குறிப்பிடத்தக்க கண்டுபிடிப்புகளில் ஒன்றாகும், மேலும் பாதரசத்தைத் தவிர வேறு கூறுகளும் இந்த அசாதாரண “வடிவ-திடுக்கிடும்” நிகழ்வைக் காட்டுகின்றனவா என்று விஞ்ஞானிகள் ஆச்சரியப்பட்டனர்.

ISOLDE இல் நடத்தப்பட்ட புதிய ஆய்வு, இந்தக் கேள்விக்கான பதிலை வழங்கியுள்ளது. ISOLDE இன் அல்ட்ராசென்சிட்டிவ் ரெசோனன்ஸ் அயனிசேஷன் லேசர் அயனி மூலத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், பிஸ்மத் ஐசோடோப்புகளும் திகைப்பூட்டும் வடிவத்தைக் காட்டுகின்றன என்பதை ஆய்வுக்குப் பின்னால் உள்ள குழு இப்போது காட்டுகிறது.

குறிப்பாக, ஒரு வினாடிக்கு ஒரு அணுவிற்கும் குறைவான சவாலான குறைந்த விகிதத்தில் உற்பத்தி செய்யப்படும் பிஸ்மத் கருக்களை ஆய்வு செய்த குழு, 83 புரோட்டான்கள் மற்றும் 105 நியூட்ரான்களைக் கொண்ட பிஸ்மத்-188 இன் அணுக்கரு அதன் நெருங்கிய அணுக்கருவை விட மிகப் பெரிய ஆரம் கொண்டது என்பதைக் கண்டறிந்தது. பிஸ்மத்-189, மேலும் ஒரு நியூட்ரான், மற்றும் பிஸ்மத்-187, ஒரு குறைவான நியூட்ரான். சுவாரஸ்யமாக, ஆரம் போன்ற கூர்மையான அதிகரிப்பு, ஒரு கோளத்திலிருந்து உச்சரிக்கப்படும் ரக்பி பந்துக்கு மாற்றத்தை வெளிப்படுத்துகிறது.

“பிஸ்மத் கருக்கள் வடிவத்தை திகைக்க வைக்கும் என்று கோட்பாடு அல்லது பரிசோதனையில் இருந்து எங்களுக்கு எந்த அறிகுறியும் இல்லை” என்று CERN இன் புரூஸ் மார்ஷ் மற்றும் ஆய்வின் இணை ஆசிரியரும் கூறுகிறார். “இத்தகைய ஒளி பிஸ்மத் கருக்களை உருவாக்குவது மற்றும் ஆராய்வது மிகவும் கடினம், மேலும் நமது சிறந்த அணு இயற்பியல் கோட்பாடுகள் பிற சிக்கலான கருக்களின் வடிவத்தை கணிக்கும் சக்தியைக் கொண்டிருக்கவில்லை.”

இந்த சோதனை முடிவு போதுமானதாக இல்லாவிட்டால், ISOLDE அளவீடுகளில் இருந்து அணுசக்தி பண்புகளை பிரித்தெடுக்க ஐந்து கண்டங்களில் இருந்து ஒரு டஜன் அணு-கோட்பாடு குழுக்களின் தனித்துவமான ஒத்துழைப்பை குழு சேகரித்தது. அதே நேரத்தில், ஆராய்ச்சியாளர்கள் அதிநவீன அணுசக்தி தத்துவார்த்த கணக்கீடுகளைச் செய்தனர், இது வடிவத்தை திகைக்க வைக்கும் நிகழ்வைப் புரிந்துகொள்ள வழி வகுத்தது.

“தடுக்கத்தக்க வடிவத்தின் மற்றொரு நிகழ்வைக் கண்டுபிடிப்போமா இல்லையா என்பதை எங்களால் சொல்ல முடியாது, ஆனால் ஒன்று தெளிவாக உள்ளது: இந்த நடத்தை பாதரச ஐசோடோப்புகளுக்கு தனித்தன்மை வாய்ந்தது அல்ல” என்று மார்ஷ் கூறினார்.

References:

• Griffith, J., & Billowes, J. (1998). Laser spectroscopy probes the nucleus. Physics world, 11(10), 39.
• Edwards, S. F., & Mounfield, C. C. (1994). The statistical mechanics of granular systems composed of spheres and elongated grains. Physica A: Statistical Mechanics and its Applications, 210(3-4), 290-300.
• Tavares, O. A. P., Medeiros, E. L., & Terranova, M. L. (2005). Alpha decay half-life of bismuth isotopes. Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics, 31(2), 129.