Bilim insanları oksijen-13’te, üç helyum çekirdeğine, bir protona ve bir pozitrona bölündüğü yeni bir radyoaktif bozunma modu belirlediler. Bu keşif, Teksas A&M Üniversitesi’nin Cyclotron Enstitüsü’nde oksijen-13’ün bozunma sürecinin yakından izlendiği benzersiz bir deney düzeni sayesinde mümkün oldu.
Bilim insanları ilk kez oksijen-13’ün bir değişime uğradığını gözlemledi. Teksas A&M Üniversitesi’nin Cyclotron Enstitüsü’nün gelişmiş ekipmanı kullanılarak üç helyum çekirdeği, bir proton ve bir pozitron üreten benzersiz radyoaktif bozunma.
Bilim
Çevremizdeki malzemelerin tümü kararlı değildir. Bazı malzemeler daha kararlı izotoplar oluşturmak için radyoaktif bozunmaya uğrayabilir.
Bilim insanları artık ilk kez yeni bir bozunma modunu gözlemledi. Bu bozunmada, oksijenin daha hafif bir formu olan oksijen-13 (sekiz proton ve beş nötron ile), üç helyum çekirdeğine (çevreleyen elektronları olmayan bir atom), bir protona ve bir pozitrona (antimadde) bölünerek bozunur. bir elektron versiyonu).
Bilim adamları bu bozunmayı tek bir çekirdeğin parçalanmasını izleyerek ve parçalanma ürünlerini ölçerek gözlemlediler.
Etki
Bilim insanları daha önce gözlemlemişti beta-artı bozunması adı verilen süreci takip eden ilginç radyoaktif bozunma modları. Burası protonun nötrona dönüştüğü ve üretilen enerjinin bir kısmını bir pozitron ve bir antinötrino yayarak yaydığı yerdir. Bu ilk beta bozunmasından sonra, ortaya çıkan çekirdek, fazla parçacıkları kaynatıp kendisini daha kararlı hale getirmek için yeterli enerjiye sahip olabilir.
Bu yeni bozunma modu, üç helyum çekirdeğinin (alfa parçacığı) ve bir tanenin ilk gözlemidir. Beta bozunmasının ardından proton yayılıyor. Bulgular, bilim adamlarına bozunma süreçleri ve çekirdeğin bozunmadan önceki özellikleri hakkında bilgi verebilir.
Bu yeni bozunma modundan beta bozunmasına uğradıktan sonra çekirdekten ortaya çıkan parçacıkların görüntüsü. Ortaya çıkan çekirdek, tek bir bozunma noktasından (kırmızı daire) kaynaklanan üç helyum çekirdeğine (α) ve bir protona (p) ayrılmıştır. Katkı Sağlayan: Resim J. Bishop’un izniyle
Özet
Bu deneyde araştırmacılar, bir ışın demeti üretmek için Texas A&M Üniversitesi’ndeki Cyclotron Enstitüsü’nde siklotron olarak bilinen bir parçacık hızlandırıcıyı kullandılar. yüksek enerjilerdeki radyoaktif çekirdekler (ışık hızının yaklaşık %10’u). Bu radyoaktif malzeme ışınını, oksijen-13’ü, Teksas Aktif Hedef Zaman Projeksiyon Odası (TexAT TPC) olarak bilinen bir ekipman parçasına gönderdiler. Malzeme, karbondioksit gazıyla dolu olan bu dedektörün içinde durur ve yaklaşık on milisaniye sonra bir pozitron ve bir nötrino (beta artı bozunum) yayarak bozunur.
Oksijen-13’ü dedektöre yerleştirerek. Her seferinde bir çekirdek olan ve onun bozunmasını bekleyen araştırmacılar, TexAT TPC’yi kullanarak beta bozunmasının ardından kaynayan parçacıkları ölçtüler. Daha sonra parçacıkların gazda bıraktığı izleri belirlemek için verileri bir bilgisayar programıyla analiz ettiler. Bu onların, (1.200 bozunum başına yalnızca bir kez meydana gelen) nadir olayları, beta bozunumunun ardından parçacıklardan dördünün yayıldığı olaylar olarak tanımlamalarına olanak tanıdı.
Referans: “β- yoluyla 13O’nun β3αp Bozunmasının İlk Gözlemi Gecikmeli Yüklü Parçacık Spektroskopisi”, J. Bishop, G. V. Rogachev, S. Ahn, M. Barbui, S. M. Cha, E. Harris, C. Hunt, C. H. Kim, D. Kim, S. . H. Kim, E. Koshchiy, Z. Luo, C. Park, C. E. Parker, E. C. Pollacco, B. T. Roeder, M. Roosa, A. Saastamoinen ve D. P. Scriven, 2 Haziran 2023, Fiziksel İnceleme Mektupları.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.130.222501
Bu çalışma Enerji Bakanlığı Bilim Ofisi, Nükleer Bilim Ofisi ve tarafından desteklenmiştir. Nükleer Eğitim ve Üniversite Tabanlı Araştırmada Mükemmeliyet Merkezi (CENTAUR) aracılığıyla Ulusal Nükleer Güvenlik İdaresi. Yazarların birçoğu, her ikisi de Kore Cumhuriyeti hükümeti tarafından finanse edilen IBS hibesi ve Kore Ulusal Araştırma Vakfı hibesinden gelen seyahat desteğini de kabul ediyor.