Физики зарегистрировали пять новых изотопов

Физики обнаружили пять ранее неизвестных изотопов — изотопы тулия ^182,183Tm, иттербия ^186,187Yb и лютеция ¹⁹⁰Lu. Это произошло менее чем через год после запуска центра для пучков редких изотопов FRIB (Facility for Rare Isotope Beams). Статья об этом исследовании опубликована в Physical Review Letters.

Исследование богатых нейтронами ядер в таблице нуклидов ниже изотопа свинца ²⁰⁸Pb — это сложная экспериментальная задача из-за малого сечения их образования и трудностей с однозначной идентификацией изотопов. Однако эта малоисследованная область в районе магического числа нейтронов N = 126 играет важную роль в r-процессе нуклеосинтеза. О том, что такое r-процесс читайте подробнее в нашем материале «Откуда берутся тяжелые металлы».

В новой работе Олег Тарасов (Oleg B. Tarasov) из Университета штата Мичиган с коллегами из США, Южной Кореи и Японии продемонстрировал возможности центра для пучков редких изотопов (FRIB) для исследований в области N = 126 и обнаружили пять новых изотопов (^182,183Tm, ^186,187Yb и ¹⁹⁰Lu). Эти изотопы образовались при взаимодействии пучка ядер платины (¹⁹⁸Pt) с углеродной мишенью с энергией 186 мегаэлектронвольт на атомную единицу массы и мощностью первичного пучка 1,5 киловатта. Идентифицировать новые изотопы удалось при помощи усовершенствованного сепаратора редких изотопов (ARIS). Для этого ученые пособытийно идентифицировали зарядовое состояние, массовый номер и количество протонов в продуктах реакции, комбинируя измерения потерь их энергии, времени пролета, магнитной жесткости и полной кинетической энергии.

Физики отмечают, что эти результаты получены в рамках первого запуска FRIB на мощности примерно в 270 раз меньше проектной. Выход FRIB на проектную мощность в 400 киловатт позволит изучить область вокруг и за пределами нейтронного числа N = 126, что по мнению ученых внесет большой вклад в развитие ядерной физики, астрофизики и наше понимание фундаментальных основ материи.

Центр для пучков редких изотопов позволит физикам лучше изучить область тяжелых элементов. Но и в области малых масс ученые находят изотопы с интересными свойствами. Например, недавно мы писали об обнаружении изотопа азота ⁹N, который может распадаться с испусканием сразу пяти протонов.