Учени наблюдават нов вид разпад на ядро на четири части

Съвместните усилия на изследователи от Корея, Франция и САЩ доведоха до наблюдението на нов вид разпад, при който ядрото се разделя на четири частици, се казва в съобщение за пресата. Експериментите са проведени в Тексаския университет A&M в САЩ.

Повечето от нас знаят за радиоактивните материали, които продължават своя разпад в продължение на години, за да достигнат състояние с по-ниска енергия. По време на този процес елементът претърпява ядрени промени, които променят и неговите свойства.

Радиоактивният разпад обаче не се ограничава само до по-тежките елементи. Дори ядрата с по-малка атомна маса се стремят към по-ниски енергийни състояния и това включва обикновени елементи като азот, въглерод и един от най-важните елементи за живота – кислорода.

Бета разпад: какво знаем за него

Ядрените учени вече са наблюдавали няколко вида ядрен разпад. Един такъв процес е бета-разпадът, при който протонът се превръща в неутрон и излъчва енергия под формата на позитрон и антинеутрино.

Позитронът е антиматерен вариант на електрона, а антинеутриното е антиматерен аналог на неутриното.

След първоначалния разпад полученото ядро може да има достатъчно допълнителна енергия, която да доведе до излъчването на още няколко частици и да му помогне да достигне по-стабилно състояние. Този допълнителен разпад е наблюдаван за първи път от изследователите от Тексаския университет „A&M“.

Експериментът

Изследователският екип използва циклотрона на университета, за да произведе „сноп“ от радиоактивни ядра с висока енергия. Циклотронът е другото име на ускорител на частици и е използван за ускоряване на ядрата до скорости, съответстващи на 10% от скоростта на светлината.

За своя експеримент екипът използва кислород-13 – изотоп на кислорода с 8 протона и 5 неутрона и го изпраща с ускорена скорост в камера за прожектиране на времето (TexAT TPC).

Камерата на TexAT TPC е пълна с въглероден диоксид, който спира ускорения лъч на кислород-13. 10 милисекунди след навлизането в камерата кислород-13 се разпада, като излъчва позитрон и неутрино.

Тъй като изследователите са успели да доставят в детектора молекули кислород-13, едно ядро по едно, те са могли да наблюдават разпадането му и да измерят всички частици, които са се отделили след бета-разпадането. Те анализирали данните с компютърна програма, за да идентифицират частиците в газа.

Екипът наблюдава, че ядрото се разпада на 3 хелиеви ядра без въртящи се около тях електрони: протон и позитрон. За първи път е направено подобно наблюдение. Това беше трудно за наблюдение, тъй като такъв разпад е сравнително рядък и се случва само веднъж на 1200 разпада.

Резултатите от експеримента могат да помогнат на изследователите да научат повече за процеса на разпадане и свойствата на ядрото преди разпадането.