
本文于6月28日下午4:54更新。
长期以来,科学家一直想知道质子和中子的数量是否有限制,这些质子和中子可以聚集在一起以形成原子的核。一项新的研究比以往任何时候都更接近通过估计可能存在的核变异的总数来找到答案。
这元素周期表包括118种已知的原子种,每一种都存在(自然或合成),中子数量不同,总共产生了约3,000个不同的原子核。随着技术多年的改进,物理学家一直在建造较重- 元素117仅是去年创建的,研究人员在119的踪迹上很热。正在进行新项目,以将中子和减去中子已知元素创建更多的异国变化,称为同位素。
但是它在哪里结束?
研究人员报告说,在明天(6月28日)发行的一篇论文中,研究人员报告说,应该有可能有可能有6,900个核素(原子核的变化),以及500个核素。 [信息图:自然界最小的粒子解剖这是给出的
核结合
田纳西大学的研究小组成员Witold Nazarewicz说:“除了7,000个以外,我们谈论的是其生命的寿命可能很短,以至于无法形成。” “系统会立即腐烂。”
即使在那7,000个之内,绝大多数也将是不稳定的,只持续一秒钟。在3,000个已知的核素中,只有288个稳定。
原子在可以包含的质子数量上受到限制,因为每个质子都带来了积极的带电,并且因为“像排斥”,他们想互相推开。即使是无负荷的中子,也彼此有些排斥。一种称为强相互作用的神秘力是将质子和中子结合在一起的核中的质子和中子的强度约为100倍。
纳扎雷威奇告诉《生命科学》:“强力的性质或确切形式,尤其是在较重的核中,仍然是非常激烈的实验和理论研究的主题。” [十大无法解释的现象这是给出的
为了创建新的估计,由田纳西大学和橡树岭大学的Jochen Erler领导的Nazarewicz和他的同事们研究了所谓的滴水线,这是对中子数量的理论边界,可以与给定数量的质子组合形成一个核。 (这个想法是,如果将更多的中子添加到这条线之外,它们将“滴”或从核中掉下来。)
为了绘制滴水线,研究人员从重核中最佳可用的核相互作用模型中推断出来。通过包括各种模型,科学家能够在其预测中估算第一个可靠的错误栏,显示估计值的精确度。
纳扎雷维茨说:“这是第一个真正给出错误标准的研究,并展示了该限制的最佳理论猜测。” “您提供一个数字是不够的。您需要提供一个数字,并具有[估计]不确定性。”
超新星和中子星星
新的估计不仅是理论上的数量 - 数量将代表可能在天体物理现象中创建的所有可能物种,例如超新星爆炸或中子星星合并。
在这些极端情况下,会产生过多的中子,其中许多中子可以被原子核捕获,从而产生新的核素。通常是一个称为的过程beta衰减将发生,其中中子通过释放一个称为中微子的电子和微小粒子来变成质子。这不仅允许创建现有元素的更重的同位素,还可以创建新的,更重的元素每个原子有更多质子。实际上,大多数比宇宙中的铁重的大部分是在超新星中创建的。
当一个称为稀有同位素束的新设施在密歇根州立大学左右开放时,该团队的发现可以实际使用。该项目旨在合成许多预测但从未见过的放射性,弱结合的核,以绘制核景观中一些未开发的领域。
FRIB首席科学家布拉德·谢里尔(Brad Sherrill)在一封电子邮件中写道:“我们不确定中子和质子的组合能够形成一个原子核。我们不确定最终可以存在多少个元素,或者通常每个元素可能有多少同位素可能存在。 “目前的工作是开创性的,因为它不仅对多少数量做出了良好的预测,而且还很好地估计了该猜测中的错误。尽管错误频段看起来很合理,但我们仍然很可能会发现惊喜,而且使用FRIB等设施来检查这些预测会很棒。我唯一愿意打赌的唯一一件事是惊喜。””
科学家希望Frib能够创建新元素(即具有118多个质子的核),除了已知元素的新同位素外。
纳扎雷维兹说:“我们可以创建多少个新元素?我们不知道。”
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