Laser avslöjar fermiums kärnstruktur: genombrott vid GSI/FAIR och universitetet i Mainz

StockholmForskare har gjort betydande framsteg i att studera strukturen hos grundämnet fermium med hjälp av avancerad laserspektroskopi vid GSI/FAIR-anläggningen och Johannes Gutenberg-Universität Mainz. Genom att undersöka olika isotoper av fermium, som är grundämne nummer 100, upptäckte de att storleken på atomkärnan förändras när fler neutroner tillförs. Denna forskning, ett resultat av internationellt samarbete, hjälper oss att förstå hur kärnskalstrukturer utvecklas i tunga grundämnen.

Studiet av fermium ger värdefull insikt om supertunga grundämnen. Forskare har med hjälp av avancerade metoder analyserat fermiumisotoper på grund av dess speciella position i det periodiska systemet. Här är huvudpunkterna:

• Kärnladdningsradier ökar gradvis med fler neutroner.
• Lokala skal-effekter påverkar fermiums kärnladdningsradie mindre.
• Skal-effekter är viktiga för att förstå nukleära bindningsenergi.
• Den använda laserspektroskopin öppnar för nya forskningsmöjligheter.

Dessa resultat är unika tack vare användningen av nya lasermetoder. Forskare undersökte fermiumisotoper genom att noggrant höja elektronernas energinivåer och sedan ta bort dem för att kunna mäta dem. Denna metod är avgörande för att exakt fastställa förändringar i kärnans storlek i olika isotoper.

Läs också:

21 november 2024 · 15:27

USA dominerar AI-innovation, lämnar Kina bakom i Stanford-rankning

Forskningen belyser en förändring i vår förståelse av atomkärnors struktur. Istället för att fokusera huvudsakligen på individuella skal-effekter, läggs nu större vikt vid hur nukleoner, vilka är partiklarna inuti en kärna, samverkar. Denna förändring är betydelsefull eftersom den antyder att när kärnans massa ökar, minskar skal-effektens påverkan. Detta kan underlätta modelleringen av interaktionerna hos mycket tunga element som går bortom det vi för närvarande har i det periodiska systemet.

Denna forskning förbättrar vår förståelse av kärnstabilitet och hur material uppför sig under extrema förhållanden. Forskare kan använda denna kunskap för att förutsäga egenskaper hos element som ännu inte upptäckts och för att bemöta svårigheterna i att skapa och stabilisera mycket tunga element. Resultaten utmanar gamla uppfattningar inom kärnfysik och ger forskare nya sätt att studera dessa unika material.