ลำแสงแทนทาลัมไอออนที่อุดมด้วยนิวตรอนถูกสร้างขึ้นเป็นครั้งแรกโดยทีมนักฟิสิกส์ระดับนานาชาติที่ทำงานที่KEK Isotope Separation Facility (KISS) ของ RIKEN ในญี่ปุ่น ฟิลิป วอล์คเกอร์ แห่งมหาวิทยาลัยเซอร์รีย์และเพื่อนร่วมงาน ประสบความสำเร็จด้วยการใช้เทคนิคการแยกไอโซโทปที่ล้ำสมัยเพื่อแยกและศึกษาไอออน ในไม่ช้า งานวิจัยของพวกเขาอาจชี้ให้เห็นถึงวิธีที่กระบวนการนิวเคลียร์
ในดาวฤกษ์ที่กำลังจะตายสร้างองค์ประกอบหนัก
ที่เราสังเกตเห็นในจักรวาลในปัจจุบันการจับนิวตรอนอย่างรวดเร็วหรือที่เรียกว่า “กระบวนการ r” เป็นชุดของปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์เชื่อว่าเป็นสาเหตุขององค์ประกอบที่หนักกว่าเหล็กในจักรวาลประมาณครึ่งหนึ่ง กระบวนการนี้คาดว่าจะเกิดขึ้นในซุปเปอร์โนวาแกนยุบตัวและการรวมตัวของดาวนิวตรอน มันเกี่ยวข้องกับการจับนิวตรอนอย่างต่อเนื่องโดยนิวเคลียสเพื่อสร้างไอโซโทปที่อุดมด้วยนิวตรอนซึ่งในที่สุดจะกลายเป็นนิวเคลียสหนักที่เสถียร
เพื่อให้ได้ความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับกระบวนการ r นักฟิสิกส์ศึกษานิวเคลียสที่มีอายุสั้นและอุดมด้วยนิวตรอนซึ่งสร้างขึ้นในเครื่องเร่งอนุภาค นิวเคลียสแทนทาลัมที่อุดมด้วยนิวตรอนเป็นที่สนใจเป็นพิเศษเพราะสามารถเสนอวิธีการศึกษาว่าเกิดอะไรขึ้นเมื่อนิวเคลียสได้มาซึ่งนิวตรอน 126 ตัว โดยที่เปลือกนิวตรอนควรปิดและกระบวนการ r ควรหยุดชั่วคราว
อาร์เรย์ของเครื่องตรวจจับในการศึกษาล่าสุดนี้ นักวิจัยสามารถแยกและศึกษานิวเคลียสแทนทาลัม-187 ซึ่งมี 114 นิวตรอนและ 73 โปรตอน ไอโซโทปถูกสร้างขึ้นโดยการยิงไอออนของซีนอนเข้าไปในเป้าหมายของทังสเตน ผลิตภัณฑ์การชนกันจะหยุดในก๊าซอาร์กอนแรงดันสูง และใช้เลเซอร์แบบปรับได้เพื่อทำให้แทนทาลัมแตกตัวเป็นไอออน จากนั้นไอออนแทนทาลัมจะถูกสกัดและแยกออกมาในลำแสงที่ขนส่งไอออนไปยังอาร์เรย์ของเครื่องตรวจจับเพื่อศึกษาการแผ่รังสีที่ปล่อยออกมาเมื่อนิวเคลียสได้รับการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี
กระบวนการชนกันสามารถสร้างแทนทาลัมนิวเคลียส
ในสถานะโมเมนตัมเชิงมุมสูง (เรียกว่าไอโซเมอร์) และวอล์คเกอร์และเพื่อนร่วมงานได้เพ่งความสนใจไปที่ไอโซเมอร์ดังกล่าว เมื่อพิจารณาจากการแผ่รังสีที่ปล่อยออกมาเมื่อไอโซเมอร์สลายตัวไปยังสถานะพื้นดินของแทนทาลัม -187 พวกเขาพบว่านิวเคลียสที่หมุนอย่างรวดเร็วได้นำโครงสร้างทั้งแบบโปรเลต (รูปทรงอเมริกันฟุตบอล) และโอเบต (ทรงกลมที่ถูกบีบอัด) มาใช้
การชนกันของดาวนิวตรอนหรือซุปเปอร์โนวาทำให้เกิดธาตุหนักหรือไม่ ทีมงานกล่าวว่าผลลัพธ์ที่ได้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าเครื่องมือ KISS สามารถวัดคุณสมบัติของนิวเคลียสที่หนักและอุดมด้วยนิวตรอนได้ ในการศึกษาในอนาคต ตอนนี้พวกเขาจะตั้งเป้าที่จะตรวจสอบว่าการเพิ่มนิวตรอนมากขึ้นจะทำให้รูปร่างของนิวเคลียสแทนทาลัมเข้าไปในส่วนที่เท่ากันได้อย่างไร
พวกเขายังหวังว่าจะศึกษาแทนทาลัม 199 ซึ่งคาดว่าจะมีเปลือกนิวตรอนแบบปิดที่จะหยุดกระบวนการ r ชั่วคราว หากทำได้ รางวัลจะเป็นข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับการหลอมองค์ประกอบหนักในซุปเปอร์โนวาและเหตุการณ์ทางดาราศาสตร์ที่รุนแรงอื่นๆ “ตอนนี้ดูเหมือนว่าจะเป็นไปได้อย่างแท้จริงที่จะไปไกลกว่านั้นและไปถึงแทนทาลัม 199 ที่ไม่จดที่แผนที่ด้วย 126 นิวตรอน เพื่อทดสอบกลไกของดาวระเบิด” วอล์คเกอร์กล่าว
สเปกโตรสโคปีสามารถใช้ในการคำนวณรัศมีประจุของโปรตอนได้
เนื่องจากระดับพลังงานของอะตอมไฮโดรเจนแต่ละตัวสามารถแสดงในรูปของพารามิเตอร์ที่ไม่ทราบค่าเพียงสองตัวเท่านั้น ได้แก่ รัศมีโปรตอนและค่าคงที่ริดเบิร์ก โดยที่ระดับพลังงานของอะตอมไฮโดรเจนแต่ละตัวจะแสดงค่าพลังงานสำหรับฟิสิกส์อะตอมทั้งหมด . ดังนั้น ต้องใช้การวัดทางสเปกโตรสโกปีเพียงสองครั้งเพื่อคำนวณรัศมี โดยปกติสิ่งเหล่านี้เป็นการเปลี่ยนแปลงพลังงานที่ทราบได้อย่างแม่นยำที่สุด – ระหว่างระดับ 1S และ 2S – และระดับอื่นเช่นการเปลี่ยนแปลงของ Lamb (2S-2P)
รัศมีของโปรตอนยังสามารถกำหนดได้ด้วยการกระเจิงอิเล็กตรอนออกจากไฮโดรเจนที่เป็นก๊าซหรือของเหลว และจนกระทั่งเมื่อทศวรรษที่แล้ว ผลของการทดลองทั้งหมดตกลงกันเอง ข้อตกลงดังกล่าวแสดงในรูปอย่างเป็นทางการที่เผยแพร่โดยคณะกรรมการข้อมูลสำหรับวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในปี 2014 ซึ่งเท่ากับ 0.8768 ±0.0069 10 -15 ม. โดยที่ 10 -15 ม. เป็นเฟมโตมิเตอร์ (fm)
มิวนิกไฮโดรเจนอย่างไรก็ตาม เมื่อสี่ปีก่อน ทีมงานรวมทั้ง Pohl ได้รับค่าใหม่โดยใช้สเปกโทรสโกปีของไฮโดรเจนมิวนิก ซึ่งเป็นอะตอมของไฮโดรเจนที่มีมิวออนแทนที่จะเป็นอิเล็กตรอน การวัดนี้แม่นยำกว่าความพยายามครั้งก่อนและอยู่นอกแถบข้อผิดพลาดได้ดี – ที่ 0.84184 ±0.00067 fm ความแตกต่างนั้นกระตุ้นให้เกิดการคาดการณ์ที่น่าตื่นเต้นว่าอิเล็กตรอนและมิวออนอาจมีปฏิสัมพันธ์กับโปรตอนที่แตกต่างกัน อย่างไรก็ตาม จำนวนที่ต่ำกว่าได้รับการยืนยันในไฮโดรเจนธรรมดา – ผ่านสเปกโทรสโกปีรวมถึงการทดลองกระเจิงที่ดำเนินการที่โรงงานเร่งความเร็วแห่งชาติของโธมัสเจฟเฟอร์สันในสหรัฐอเมริกา
นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยซอร์บอนน์และหอดูดาวปารีสในฝรั่งเศสในปี 2561 รายงานว่าได้วัดการเปลี่ยนแปลง 1S-3S และได้รับค่าที่สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงอย่างเป็นทางการ การวิจัยล่าสุดโดยทีม MPQ ของ Udem ยังพิจารณาถึงการเปลี่ยนแปลงนี้ แต่ได้ข้อสรุปที่ตรงกันข้าม
ไซมอน โธมัส สมาชิกของกลุ่มปารีส ชี้ให้เห็นว่าการวัด 1S-3S เหมือนกับการวัดการเปลี่ยนแปลงอื่นๆ จากสถานะพื้นดินของไฮโดรเจน มีความซับซ้อนจากความต้องการรังสีอัลตราไวโอเลต แนวคิดคือการทำให้อะตอมของไฮโดรเจนดูดซับโฟตอนสองตัวพร้อมกันด้วยความยาวคลื่น 205 นาโนเมตร แต่การสร้างความยาวคลื่นสั้นดังกล่าวเกี่ยวข้องกับการใช้ผลึกที่ไม่เป็นเชิงเส้นหรือเป้าหมายของก๊าซ ซึ่งไม่มีประสิทธิภาพมาก
Credit : balihai2007.com batterypoweredsystem.com blackrockemporium.com blaemuircottage.com bluemountainheart.net
