புதிய ஐசோடோப்பு தோரியம்-207 மற்றும் α- சிதைவு ஆற்றல்களில் ஒற்றை-இரட்டைகளின் தன்மை

சீன அறிவியல் அகாடமியின் (CAS) இன்ஸ்டிடியூட் ஆஃப் மாடர்ன் இயற்பியல் (IMP) ஆராய்ச்சிக் குழு, அவர்களது ஒத்துழைப்பாளர்களுடன் சேர்ந்து, சமீபத்தில் ஒரு புதிய ஐசோடோப்பு தோரியம்-207-ஐ ஒருங்கிணைத்து, வழக்கமான மற்றும் தனித்துவமான Z>82 மற்றும் N<126-உடன் கருக்களுக்கான α- சிதைவு ஆற்றல்களில் ஒற்றைப்படை-இரட்டை (OES-Odd Even Staggering) கண்டுபிடித்தது. இந்த ஆய்வு மே 19 அன்று இயற்பியல் மறுஆய்வு சி இதழில் வெளியிடப்பட்டுள்ளது.

தோரியம்-207-ஐ தயாரிப்பதற்கான பரிசோதனையானது சீனாவில் உள்ள லான்ஜோவில் உள்ள கன அயனி ஆராய்ச்சி வசதியால்(HIRF-Heavy Ion Research Facility)  செய்யப்பட்டது. கனரக அணுக்கள் மற்றும் அணுக்கரு கட்டமைப்பிற்கான வாயு நிரப்பப்பட்ட ரீகோயில் பிரிப்பான் ஸ்பெக்ட்ரோமெட்ரி மூலம் விமானத்தில் ஐசோடோப்பு தனித்து வைக்கப்பட்டது, மேலும் α- சிதைவு அரை-ஆயுட்காலத்தைப் பயன்படுத்தி α- சிதைவு சங்கிலியுடன் தொடர்புபடுத்தப்பட்டது. தோரியம்-207-இன் α சிதைவு, 8167(21) keV இன் α-துகள் ஆற்றலுடனும், 9.7(+46.6-4.4) ms இன் அரை-ஆயுளுடனும் அளவிடப்படுகிறது. புதிய ஐசோடோப்பு தோரியம்-207 IMP-யில் ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட 34வது நியூக்ளைடு ஆகும்.

தற்போதுள்ள தரவுகளுடன் புதிய அளவீடுகளை இணைத்து, ஐசோடோபிக் மற்றும் ஐசோடோனிக் சங்கிலிகள் இரண்டிலும் Z>82 மற்றும் N<126-உடன் கருக்களுக்கான α- சிதைவு ஆற்றல்களில் வழக்கமான மற்றும் தனித்துவமான OES உள்ளது என்பதற்கான நேரடி ஆதாரத்தை ஆராய்ச்சியாளர்கள் பெற்றனர். α – சிதைவு ஆற்றல்களில் OES-இன் அளவுகள் கிளாசிக்கல் பெத்தே-வைஸ்சாக்கர் சூத்திரத்தால் கழிக்கப்பட்ட மதிப்புகளைக் காட்டிலும் பெரிய அளவிலான வரிசையைப் பற்றி ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டறிந்தனர்.

α- சிதைவு ஆற்றல்களில் OES-இன் அடிப்படை பொறிமுறையை ஆய்வு செய்வதற்காக, அவர்கள் சார்பியல் Hartree-Fock-Bogoliubo மற்றும் பெரிய அளவிலான ஷெல்-மாதிரி கணக்கீடுகள் செய்யப்பட்டது. இணைத்தல் தொடர்புகள் மற்றும் இணைக்கப்படாத நியூக்ளியோன்களால் குறிப்பிட்ட சுற்றுப்பாதைகளைத் தடுப்பது ஆகிய இரண்டிலிருந்தும் OES உருவாகிறது என்று ஆய்வின் முடிவுகள் கண்டறியப்பட்டது.

இந்த ஆய்வு, ஒற்றைப்படை-இரட்டைச் சிதறல்களை இணைப்பதன் மூலம் தூண்டப்பட்ட ஒரு புதுமையான பொறிமுறையை வெளிப்படுத்துகிறது மற்றும் அணு-நிறை மாதிரிகளுக்கு ஒரு சவாலை அளிக்கிறது.

References:

• Yang, H. B., Gan, Z. G., Zhang, Z. Y., Huang, M. H., Ma, L., Zhang, M. M., & Solovyev, D. I. (2022). New isotope 207Th and odd-even staggering in α-decay energies for nuclei with Z> 82 and N< 126. Physical Review C, 105, L051302.
• An, R., Jiang, X., Cao, L. G., & Zhang, F. S. (2022). Odd-even staggering and shell effects of charge radii for nuclei with even Z from 36 to 38 and from 52 to 62. Physical Review C, 105(1), 014325.
• Sun, X. D., Duan, C., Deng, J. G., Guo, P., & Li, X. H. (2017). Systematic study of α decay for odd-a nuclei within a two-potential approach. Physical Review C, 95(1), 014319.
• Jia, J., Qian, Y., & Ren, Z. (2021). Systematics of α-decay energies in the valence correlation scheme. Physical Review C, 103(2), 024314.
• Deng, J. G., & Zhang, H. F. (2021). Correlation between α-particle preformation factor and α decay energy. Physics Letters B, 816, 136247.