미국 연구원들은 새롭고 혁신적인 방법을 사용하여 어려운 헬륨 -8 동위 원소를 생성, 포획 및 연구했습니다. 미국 에너지 부의 아르곤 국립 연구소 (Argonne National Laboratory)의 물리학 자들은“레이저 트랩”을 사용하여 원자 분포를 정확하게 매핑했으며 이색적인 중성자 별의 과학을 이해하는 데 도움을 줄 수 있습니다.
그렇다면 어떻게 헬륨 -8 동위 원소를 "포획"합니까? 답은 간단하지는 않지만 Argonne 물리학 자 Peter Mueller가 해결책을 찾았습니다. 프랑스 북부의 GANIL 사이클로트론 시설을 사용하면 헬륨 -4, 6 및 때때로 헬륨 -8 동위 원소가 생성 될 수 있습니다. 이것은 유일한 사이클로트론 중 하나이며 헬륨 -8 동위 원소를 생성하기에 충분한 에너지를 가진 세계입니다. 입자를 매우 잘 생성하지만, 다른 헬륨 동위 원소 형제들로부터 헬륨 -8을 분리하려면 더 무거운 헬륨 동위 원소가 떨어질 수있는 영리하고 매우 정확한 레이저 "감옥"이 필요합니다. 똑바로 날아갑니다.
교도소 게이트의 "막대"역할을하는 6 개의 레이저는 헬륨 -8 크기의 동위 원소 만 갇히는 간격으로 정확하게 정렬됩니다. 정렬 될 때, 헬륨 -8은 그들 사이에 떨어질 것이고, 동위 원소가 탈출하려고하면, 반발력은 동위 원소를 정지 상태로 유지합니다. 충분한 시간이 지나면 (2 분마다 한 개의 헬륨 -8 원자가 생성됨) 팀은 헬륨 -8의 공명 주파수와 동일한 주파수로 다른 두 개의 레이저를 가운데로 발사합니다. 레이저 감옥이 빛나면 헬륨 -8이 포획 된 것입니다.
가장 일반적이고 안정적인 형태의 헬륨에는 2 개의 양성자와 2 개의 중성자가 있습니다. 헬륨은 또한 두 가지를 가질 수 있습니다 불안정한 동위 원소, 헬륨 -6 (4 개의 중성자) 및 헬륨 -8 (6 개의 중성자). 불안정한 동위 원소에서 추가 중성자는 소형 중앙 코어 주위에 "후광"을 형성합니다.위 사진). 헬륨 -6에는 2 개의 중성자를 포함하는 후광이 있고 헬륨 -8에는 4 개의 중성자가있는 후광이 있습니다. 두 개의 중성자를 포함하는 할로에서, 헬륨 -6은 할로 중성자가 코어 주위를 비대칭 적으로 배열함으로써 (즉, 함께 모여서) 독특한 "흔들림"을 갖는다. 이 편향성은 균형 중심을 중심으로부터 멀어지게하고, 더 많은 중성자 할로 쌍을 향해 움직입니다. 한편, 헬륨 -8은 4 개의 할로 중성자가 코어 주위에보다 대칭 적으로 배열됨에 따라 덜 흔들린다. 레이저 트랩은 헬륨 -8 원자를 포획하는 것으로 알려진 유일한 방법이며, 이로 인해 후광의 구조를 최종적으로 높은 정확도로 분석 할 수 있습니다.
헬륨 -8의 특성을 측정하는 것은 방사능에 의해 복잡합니다. 헬륨 -8의 반감기는 10 분의 1 초이므로 "감옥"이 감지되면 원자의 모든 측정을 즉시 수행해야합니다. 따라서 측정은 "온라인"으로 수행되는데, 이는 그 자체로는 어려운 작업입니다.
희귀 헬륨 -8 동위 원소의 검출은 입자 물리학 자와 천체 물리학 자 모두에게 중요한 단계입니다. 입자 가속기에서 생산 한 후 헬륨이 어떻게 구성되는지 이해하는 것이 중요하지만 중성자 별과 같은 우주 체의 특성을 이해하는 데에도 사용됩니다. 아르곤 실험의 의미는 더 나은 분광 관측이 가능 해져 헬륨 -8 구조의 시그니처가 지구가 아닌 다른 곳에서 감지 될 때 유용 할 것입니다.
출처 : Physorg.com
