Исследователи успешно применили технологию, предназначенную для наблюдения за далекими звездами, для изучения внутренней работы ядра атома. Этот подход, подробно описанный в новом исследовании, опубликованном в журнале Scientific Reports, предлагает мощный инструмент для раскрытия секретов атомных ядер, что может пролить свет на фундаментальные силы, сформировавшие Вселенную.
Традиционно изучение структуры атомных ядер, состоящих из протонов и нейтронов, опиралось на методы с ограничениями. Хотя существуют тысячи стабильных ядер, понимание нестабильных представляет собой уникальную проблему. Недавние открытия выявили интригующие явления внутри этих нестабильных ядер, включая неожиданные энергетические уровни и неуловимое «исчезновение» и появление магических чисел" — специфических конфигураций, которые диктуют стабильность. Чтобы глубже проникнуть в эти структурные трансформации, ученым необходимо определить квантовое состояние, энергию, спин и четность ядер. Однако при анализе электромагнитных сигнатур этих переходов традиционные методы часто не могут найти баланс между чувствительностью и эффективностью обнаружения.
На помощь приходит многослойная полупроводниковая камера Комптона. Это устройство, изначально разработанное для астрономических наблюдений, содержит ключ к открытию нового уровня понимания. Под руководством профессора Тадаюки Такахаси и аспиранта Ютаки Цузуки из Института физики и математики Вселенной имени Кавли (ИПМВ WPI-Kavli) группа исследователей использовала уникальные возможности камеры для захвата поляризации гамма-лучей, испускаемых атомными ядрами. В этом, казалось бы, небольшом достижении кроется огромный потенциал. Получив данные о поляризации, исследователи смогли значительно уменьшить неопределенность в определении спина и четности квантовых состояний в редких атомных ядрах. Эта новая ясность позволяет им наблюдать и понимать трансформации, происходящие внутри ядер, в беспрецедентных деталях.
Секрет камеры заключается в ее основном компоненте: полупроводниковом датчике изображения на основе теллурида кадмия (CdTe). Этот датчик, изначально разработанный для астрономических наблюдений, отличается исключительной эффективностью обнаружения и точностью определения положения. Включив эту технологию в эксперимент по ядерной спектроскопии, исследователи смогли тщательно контролировать как положение, так и интенсивность гамма-излучения от мишени, что позволило провести высокочувствительный анализ событий рассеяния и, в конечном итоге, провести важнейшее измерение поляризации.
Последствия этого исследования далеко идущие. Обеспечивая более глубокое понимание экзотических, нестабильных ядер, оно может проложить путь к более глубокому пониманию фундаментальных принципов Вселенной, от образования элементов до свойств самой материи.
Источник: www.ferra.ru
Похожие новости:
Исследователи рассмотрели внутреннюю структуру атома при помощи инструмента для астрономических наблюдений
Дозозависимый эффект веры. Плацебо работает?
Опыт АО «Атомэнергопроект» по переходу на Платформу nanoCAD
Произошла утечка спецификаций нового поколения процессоров Intel Arrow Lake-S, в нем будет до 24 ядер и 32 потоков