JAV tyrinėtojai panaudojo naują ir novatorišką metodą, kad sukurtų, įstrigtų ir ištirtų neįveikiamą helio-8 izotopą. Naudodamiesi „lazerio gaudykle“, JAV Energijos departamento Argonės nacionalinės laboratorijos fizikai tiksliai nusako Atomo pasiskirstymą ir galėtų padėti mums suprasti egzotinių neutroninių žvaigždžių mokslą.
Taigi, kaip „sugaudyti“ helio-8 izotopą? Atsakymas toli gražu nėra paprastas, tačiau argono fizikas Peteris Muelleris rado sprendimą. Naudojant GANIL ciklotrono įrenginį šiaurės Prancūzijoje, gali būti generuojami helio-4, 6, o kartais ir helio-8 izotopai. Tai yra vienas iš nedaugelio ciklotronų, turinčių pakankamai energijos generuoti helio-8 izotopą pasaulyje. Viskas labai gerai sukuria dalelę, tačiau norint atskirti helį-8 nuo kitų helio izotopų brolių ir seserų, reikia protingo ir labai tikslaus lazerio „kalėjimo“, kad sunkesnis helio izotopas patektų į vidų, tuo pačiu leisdamas kitiems, lengvesniems, izotopams skristi tiesiai per.
Šeši lazeriai, veikiantys kaip kalėjimo vartų „strypai“, tiksliai išdėstyti tokiu atstumu, kad būtų įstrigę tik helio-8 izotopai. Kai jie sulygiuojami, tarp jų kris helio-8, o izotopui pabandžius išsigelbėti, atstumiamosios jėgos nejudės. Kai praleidžiama pakankamai laiko (kas dvi minutes susidaro maždaug vienas helio-8 atomas), komanda šaudo į vidurį dar du lazerius tuo pačiu dažniu, kaip helio-8 rezonansinis dažnis. Jei kalėjimas lazeriu švytėtų, jis buvo užfiksuotas.
Labiausiai paplitusi stabili helio forma turi du protonus ir du neutronus. Helis taip pat gali turėti du nestabili izotopai, helio-6 (keturi neutronai) ir helio-8 (šeši neutronai). Nestabiliuose izotopuose papildomi neutronai sudaro „halo“ aplink kompaktišką centrinę šerdį (pavaizduota aukščiau). Helis-6 turi halogeną, kuriame yra du neutronai, o helis-8 turi keturių neutronų halogeną. Halo, turinčio du neutronus, heliui-6 būdingas „bangavimas“, nes halogeniniai neutronai išdėstomi asimetriškai aplink šerdį (t. Y. Jie susilieja). Šis vientisumas pusiausvyros centrą nukreipia toliau nuo šerdies ir labiau link neutronų halo poros. Kita vertus, helis-8 banguoja mažiau, nes keturi halogenų neutronai simetriškiau išdėstomi aplink šerdį. Lazerio gaudyklė yra vienintelis žinomas helio-8 atomo gaudymo būdas ir dėl to jo halo struktūrą pagaliau galima išanalizuoti tokiu aukštu tikslumu.
Išmatuoti helio-8 savybes sudėtinga dėl jo radioaktyvumo. Helio-8 pusinės eliminacijos laikas yra tik dešimtosios sekundės dalis, todėl visi atomo matavimai turi būti atlikti nedelsiant, kai aptinkamas „kalėjimo švytėjimas“. Todėl matavimai atliekami internetu, o tai jau yra sudėtinga užduotis.
Reto helio-8 izotopo aptikimas yra pagrindinis žingsnis dalelių fizikams ir astrofizikams. Svarbu suprasti, kaip helis susiformuoja po dalelių greitintuvo gamybos, tačiau tai taip pat naudinga suprantant kosminių kūnų, tokių kaip neutroninės žvaigždės, savybes. Argono eksperimento padariniai bus naudingi, kai taps geresni spektroskopiniai stebėjimai, todėl helio-8 struktūros signalas gali būti aptiktas ne žemėje.
Šaltinis: Physorg.com
