SUPERCIĘŻKIE JĄDRA ATOMOWE ISTNIEJĄ DZIĘKI... NIETYPOWYM KSZTAŁTOM

Spłaszczony lub wydłużony kształt superciężkich jąder atomowych jest, być może, koniecznym warunkiem ich istnienia. Sprzyja on bowiem powstawaniu silnych wiązań wewnątrz jądra - wynika z badań dwóch polskich fizyków. Wyniki ich prac opublikowało niedawno prestiżowe czasopismo \"Nature\". http://www.nature.com/nature/index.html

DALEKO IM DO IDEALNEJ KULI

Superciężkie jądra atomowe, tworzone w laboratoriach za pomocą akceleratorów cząstek, rzadko mają kształt idealnej kuli. Często są spłaszczone lub wydłużone. Fizycy uważają, że mogą one istnieć właśnie dzięki tym kształtom, ponieważ gwarantują one optymalne rozłożenie sił działających wewnątrz jądra.

Nietrwałe superciężkie jądro, rozpadając się, musi nie tylko odrzucić część swojej masy i energii, ale także zmienić kształt. To wymaga czasu, a zatem twór taki będzie dłużej istniał.

NAJCIĘŻSZE JĄDRA NA ŚWIECIE

Superciężkie jądra atomowe to jądra, w których liczba protonów (czyli naładowanych dodatnio cząstek elementarnych) przekracza 106.

\"Najcięższe jądro, które udało się otrzymać doświadczalnie - i nie ma wątpliwości, że ono istnieje - ma liczbę atomową 113. Natomiast naukowcy z Dubnej w Rosji twierdzą, że obserwowali jądro atomowe o liczbie atomowej 118. To doświadczenie musi być jednak odtworzone przez inny zespół. Dopiero wtedy uzyskamy potwierdzenie istnienia takiego jądra\" - mówi prof. Witold Nazarewicz, który pracuje na Uniwersytecie Stanu Tennessee w USA oraz na Uniwersytecie Warszawskim http://www.uw.edu.pl i jest jednym z autorów artykułu.

Praca prof. Nazarewicza, opublikowana w \"Nature\", to wnioski z jego badań, prowadzonych wspólnie z nieżyjącym już prof. Stefanem Ćwiokiem z Politechniki Warszawskiej http://www.pw.edu.pl i prof. Paul-Henri Heenenem z Universite Libre de Bruxelles. http://www.ulb.ac.be

ZMAGANIA DWÓCH PRZECIWSTAWNYCH SIŁ

\"Takie jądra są znakomitymi laboratoriami, w których można śledzić, w jaki sposób współgrają ze sobą kulombowska siła odpychających się protonów (która stara się jądro rozerwać) oraz siła jądrowa, czyli oddziaływanie silne (które stara się to jądro skleić)\" - wyjaśnia fizyk.

W czasie prac badawczych, polegających na obliczeniach sił działających w jądrze atomu, uczeni przeanalizowali mechanizm kształtowania się superciężkiego jądra, a także jego rozpadu i zmiany kształtu.

NAJCIĘŻSZE JĄDRA ISTNIEJĄ TYLKO MGNIENIE OKA

Jak dotąd, najcięższe jądra, jakich istnienie udało się potwierdzić doświadczalnie, nie istnieją dłużej niż kilkaset mikrosekund. Przypuszcza się jednak, że im cięższe będzie jądro, tym będzie ono trwalsze, ponieważ dłużej potrwa, nim zmieni swój kształt w kulę.

\"Celem wszystkich tych działań jest dotarcie - kiedyś w przyszłości doświadczalnie - do jąder, które będą miały długie czasy życia. To jest rodzaj naszej Mekki w tej dziedzinie fizyki: dojść do takich jąder superciężkich, które będą żyły całe dni albo nawet miesiące. Można byłoby nawet myśleć o różnych zastosowaniach takich jąder, ale o tym za wcześnie mówić. Na razie takich jąder nikt nie widział\" - mówi naukowiec.

MAGICZNA LICZBA 184

Wyjątkowo trwałe powinno być jądro w którym będą 184 neutrony. Teoria mówi, że jeżeli podczas reakcji jądrowej uda się w jądrze atomowym zmieścić dokładnie tyle neutronów, wówczas jądro to będzie miało długi czas życia.

\"Wielu fizyków teoretycznych sądzi, że 184 jest liczbą magiczną\" - wyjaśnia uczony.

Jak w przypadku gazów szlachetnych pewna liczba elektronów w ich atomach gwarantuje ich niską reaktywność, tak - w przypadku jąder atomowych - konkretna liczba protonów lub neutronów zapewnia takim jądrom wyjątkowo silne związanie ze względu na efekty kwantowe. Te szczególne liczby noszą nazwę liczb magicznych.

Znane \"liczby magiczne\" w jądrach atomowych to: 2, 8, 20, 28, 50, 82 oraz 126.

NAJCIĘŻSZE JĄDRA PODWÓJNIE MAGICZNE

\"Najcięższym do tej pory jądrem podwójnie magicznym - czyli magicznym i w protonach, i w neutronach - jest ołów 208 (82 protony i 126 neutronów). W tej chwili nie wiemy, gdzie jest następne takie jądro podwójnie magiczne. Wielu fizyków sądzi, że będzie to jądro o masie atomowej rzędu 300, w którym będą 184 neutrony i może 120 protonów\" - tłumaczy Nazarewicz.

PAP - Nauka w Polsce, Urszula Jabłońska

22 lutego 2005

reo