Убедительные доказательства существования нового легкого изотопа азота N9
Имея всего два нейтрона на семь протонов, Азот-9 представляет собой первый известный случай распада ядра с испусканием пяти протонов из основного состояния. Роберт Чарити, профессор Вашингтонского университета в Сент-Луисе, описал новый легкий изотоп азота в новой статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters. Очень эфемерный нуклид Азот-9 расположен на богатой протонами границе Таблицы нуклидов и близок к пределу того, что можно считать ядерным состоянием. Чарити и его сотрудники получили экспериментальные доказательства существования азота-9 на основе данных, собранных в Национальной сверхпроводниковой циклотронной лаборатории.
Изображение азота-9 (N-9).
Фото: Вашингтонский университет в Сент-Луисе.
Азот-9 можно рассматривать как пять несвязанных протонов, окружающих альфа-частицу (прочно связанную группу из двух протонов и двух нейтронов). Этот ансамбль на короткое время удерживается вместе благодаря их взаимному взаимодействию. Несвязанные протоны высвобождаются поэтапно: сначала вылетает одиночный протон, за которым следует одновременное испускание первой, а затем немного позже второй пары протонов.
«Распад азота-9 подобен открытию набора матрешек: при каждом распаде появляется другой нуклид, который также распадается с испусканием одного или пары протонов», — сказал Чарити. «Существование такой экзотической системы является хорошей проверкой квантовой механики открытых или несвязанных систем многих тел». В этом совместном исследовательском проекте под руководством WashU приняли участие теоретики открытых квантовых систем из Университета штата Мичиган и Университета Фудань в Китае.
Одновременно с описанием азота-9 Чарити и его коллега Ли Соботка, профессор химии и физики в Arts & Sciences, опубликовали в Physical Review C статью, в которой описывается как анализировать типы экспериментов, что дают результаты по-настоящему экзотическим ядрам.
«Элементы, которые окружают нас, создаются с помощью набора механизмов, что работают через промежуточные звенья, которых у нас нет», — сказал Соботка. «Эти промежуточные соединения нестабильны и часто имеют весьма необычное соотношение нейтронов и протонов. Наша работа включает в себя как реконструкцию структуры, так и реакции, производящие такие ядра».
Изучение таких нестабильных ядерных конфигураций и реакций, которые их производят, позволяет ученым понять, почему у нас есть изотопы, существующие на Земле, и почему одних из них много, а других редко.
