Fizikusok első ízben pillantották meg a nehezen megfogható nitrogén-9 izotópot

A legtöbb nitrogén a nitrogén-14 izotóp: 7 proton és 7 neutron van a magban. De a fizikusok azt mondják, hogy megpillantottak egy sokkal múlandóbb variáns, aminek csak 2 neutronja van.

Az atommagnak 7 protonja, de csak két neutronja van. A kutatók első ízben észlelhették a nehezen megfogható, múlandó nitrogén atommagot. A nitrogén-9 atommag kitolja annak határait, amit egyáltalán még magnak lehet nevezni. Mégis, úgy tűnik, hogy létezésének a jelei ott lappanganak olyan kísérletekből származó több éves adatokban, melyekben különböző, szokatlan atommagot keretek. Erről számolnak be kutatók a Physical Review Letter magazinban október 27-én. - írja a Science News honlapján

Ha az ellenőrző tanulmányok megerősítik az észlelést, a nitrogén-9 lesz az első olyan mag, amit észleltek, aminek öttel több protonja van, mint ami stabil lehet - mostanáig a határ 4 proton volt.

Az atommagot felépítő szubatomi részecskéket, a protonokat és neutronokat az erős nukleáris erők tapasztják össze. De a nagyon aszimmetrikus arányú protonokat és neutronokat nem tudja összetartani az erő. Ha az egyikből túl sok van - különösen, ha protonból, mert pozitív töltésükkel taszítják egymást - a mag túlcsordul, szétesik. Ezen a túlcsordulási ponton túl a mag nem tudja a részecskéit teljesen egymáshoz kötni. Ez a mag létezésének a vége.

De a nitrogén-9 mag létezik ezen a ponton túl, még ha csak ideiglenesen is. Hogy magnak minősítsük, egy maréknyi protonnak és neutronnak körülbelül 10^-22 másodpercig együtt kell lenniük: ez egy olyan rövid pillantás, hogy több ilyen pillantás fér bele egy másodpercbe, mint amennyi másodperc az univerzum kora. A kutatók megjegyzik, hogy ez főleg csak egy korábbi tanulmányon alapuló önkényes definíció. A túlcsordulási ponton túli magokat kereső tudódok tesztelik azt a definíciót. Robert Charity, a Washingtoni Egyetem kutatója azt mondja, érdekli őket, hogy milyen messze lehet elmenni, mielőtt többé nem tekinthetők ezek a dolgok új magnak.

Az, hogy ezen a ponton túl találtak magot, a nitrogén-9 izotópot, még Charity csapatát is meglepte. Mostanáig a tudósok túlcsordulási ponton túl csak olyan izotópot találtak eddig, aminek 4 protonnal volt többje.

Minden elem atomjának adott számú protonja van, de a neutronok száma változik: így jönnek létre az elem izotópjai. A kutatók az oxigén egy izotópjára vadásztak, az oxigén-11 izotópra: oxigén-13 mag nagy erejű sugarait berilliummal ütköztették és megmérték az ütközésben létrejött rövid életű magok bomlástermékeit.

A legtöbb nitrogén a nitrogén-14 izotóp: 7 proton és 7 neutron van a magban. De a fizikusok azt mondják, hogy megpillantottak egy sokkal múlandóbb variáns, aminek csak 2 neutronja van. Forrás: https://www.sciencenews.org/article/physicists-elusive-isotope-nitrogen-9

Évekkel a kísérletek után Charity azt mondja, hogy ő észlelt bomlástermékeket az adatokban, amik úgy néztek ki, mint amiknek el kellett volna porladniuk a nitrogén-9 magból. Teoretikus kollégái később megerősítették, hogy a bomlástermékek valóban az izotópból származnak. Körülbelül 10^-21 másodpercig tartott.

A nitrogén-9 statisztikai erőssége annak az élére esik, amit a tudósok felfedezésnek tekintenének. De a csapatnak valóban erős bizonyítéka van a nitrogén-9-re. A teoretikusoknak javítaniuk kell a mag modelleken, melyek meglehetősen korlátozottak, ki kell tolniuk a túlcsordulási ponton túlra. Ezek a kísérletek azt mutatják, hogy a magok élete jóval túlterjed a túlcsordulási ponton.

(Forrás: Science News: https://www.sciencenews.org/)