الفيزيائيون يجدون نواة ذرية جديدة!

حدد علماء نظيرا جديدا لأندر عنصر في قشرة كوكبنا مع 85 بروتونا و105 نيوترونات، ويعد 190astatine مثابة أخف نظير تم اكتشافه حتى الآن.

وتقول عالمة الفيزياء هانا كوكونن من جامعة Jyväskylä في فنلندا: “إن دراسات النوى الجديدة مهمة لفهم بنية النوى الذرية وحدود المادة المعروفة”.

يعد astatine مشعا للغاية وغير مستقر للغاية. وهو يحدث فقط في الطبيعة كنوع من نقطة الانطلاق، ونتاج لاضمحلال العناصر الثقيلة التي بدورها تتحلل بسرعة إلى عناصر أخف. وأكثر نظائر عنصر الـ astatine ثباتا هو 210astatine.

وهذا هو سبب ندرة وجوده في الطبيعة، فيكاد يوجد غرام واحد منه على كوكبنا في لحظة واحدة. وهو يتشكل، ثم يتنحى مرة أخرى، ويطلق البروتونات والنيوترونات حتى يهبط في شكل عنصر مستقر، عنصر مثيل البزموت أو الرادون. ونظرا لكونها قصيرة العمر، فإن خصائصها مشتقة إلى حد كبير من الاستدلال ولا تعرف على وجه اليقين.

ولا نعرف حتى على وجه اليقين ما إذا كان هالوجيناً أم فلزّاً. إنه عنصر غريب جدا، لا توجد عظام فيه. لكن دراسته يمكن أن تساعدنا ليس فقط على فهم العنصر نفسه، بل أيضا على فهم تشوه نوى النظائر المختلفة، والانحلال الإشعاعي.

تم إجراء البحث باستخدام جهاز يسمى فاصل الارتداد المملوء بالغاز، ويستخدم لإجراء تجارب الاندماج والتبخر. ويحدث هذا عندما يتم تسريع الأيونات الثقيلة في النوى المستهدفة لتندمج في العناصر الأثقل، لتتحلل بعد ذلك عبر عملية ألفا، وتطلق جسيمات ألفا المكونة من بروتونين ونيوترونين (الهيليوم أساسا) حتى تستقر.

وأطلق الباحثون 84 استرونشيوما على ذرات الفضة المستهدفة، ودرسوا نواتج الاضمحلال الناتجة. لم يكونوا يبحثون عن 190astatine، لكن 190astatine هو ما وجدوه بالذات.

وتوضح كوكونن: “في رسالتي، قمت بتحليل البيانات التجريبية التي تم العثور على النظير الجديد من بينها”.

وكان أكثر نظائر العنصر نقصا في النيوترونات التي نعرفها هو 192astatine.

وقام الباحثون بتحليل الاكتشاف الجديد، وقارنوه بتنبؤات نماذج الكتلة الذرية لمعرفة ما إذا كان بإمكانه إخبارنا بأي شيء جديد عن astatine، وهذا يبدو متسقا مع ما نعرفه عن العنصر، واضمحلال ألفا.

ويبلغ عمر النصف للنظير 1 مللي ثانية فقط، ومستوى الطاقة يبلغ 7750 كيلو إلكترون فولت، وهو أمر طبيعي إلى حد ما. وقد تم الانحلال أيضا دون عوائق، وبقوة؛ وهذا يعني فقط أنه كان فوريا، وليس متأخرا، وهو ما يمكن أن يحدث في بعض النظائر المشعة للعناصر الثقيلة.

نشرت النتائج في مجلة Physical Review C.

المصدر: ساينس ألرت