Fyzici vypustili do sveta časticového „ducha“. Jeho vlastnosti ich nechali v nemom úžase

Fyzici pôsobiaci na Univerzite v Jyväskylä uskutočnili jedinečný experiment, ktorý viedol k identifikácii najťažšieho doposiaľ známeho izotopu emitujúceho protón, čím výrazne rozšírili doterajšie poznatky o nukleárnej štruktúre a jej stabilite pri okraji existencie atómových jadier. Izotop 188At, pozostávajúci z 85  protónov a 103 neutrónov, bol syntetizovaný prostredníctvom fúzne-evaporačnej reakcie, pri ktorej bol iónový lúč stroncia-84 nasmerovaný na terč vyrobený z prírodného striebra, uvádza sa v tlačovej správe publikovanej portál Phys.

Experimentálna realizácia a identifikácia jadra

Proces, pri ktorom takéto vysoko nestabilné jadrá vznikajú, si vyžaduje mimoriadne presnú experimentálnu konfiguráciu. Identifikácia nového izotopu bola možná vďaka zariadeniu RITU, špecializovanému na separáciu jadier s extrémne krátkou životnosťou, ktoré vznikajú v dôsledku komplexných jadrových reakcií.

Nový izotop sa svojou prchavosťou, krátkou existenciou a nečakaným správaním ponáša na časticového „ducha“, ktorého prítomnosť je možné zachytiť len pomocou špičkovej techniky a v zlomku sekundy. Práve schopnosť detegovať rozpadové produkty protónovej emisie v reálnom čase predstavuje kľúčový faktor, ktorý umožnil tento prelomový objav.

Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-60259-6

Na základe spracovania experimentálnych údajov a následnej teoretickej analýzy bolo možné vyvodiť, že izotop 188At vykazuje predĺženie rozloženia jeho hmotnosti pozdĺž jednej osi, čo výrazne ovplyvňuje nielen jeho energetickú konfiguráciu, ale aj dynamiku rozpadu.

„Jadro sa javí ako silne prolatné, teda má tvar pripomínajúci vodný melón,“ hovorí hlavná autorka štúdie Henna Kokkonen. Tento tvar a vlastnosti jadra naznačujú možnú zmenu trendu vo viazacej energii valenčného protónu, čo by mohlo súvisieť s doteraz nepozorovaným typom interakcie v oblasti ťažkých jadier.

Prelomový fyzikálny objav nadväzuje na predchádzajúcu prácu Kokkonen, ktorá vo svojej diplomovej práci v roku 2023 objavila nový izotop 190At. Terajší výskum sa tak stáva druhým prelomovým momentom v jej akademickej kariére.

Tommi Sassi

„Objavy nových izotopov sú vo svete mimoriadne vzácne a som rada, že som mohla byť súčasťou histórie už druhýkrát.“  Podľa nej je každý experiment výzvou, no zároveň aj krokom bližšie k pochopeniu hraníc hmoty a štruktúry atómových jadier.

Výsledky výskumu neponúkajú len nové poznatky o konkrétnom izotope, ale zároveň kladú základy pre budúce experimenty a teoretické modely v oblasti fyziky exotických jadier. Objav izotopu 188At tak posúva naše hranice poznania a otvára dvere novým objavom v oblasti jadrovej stability.

Čítajte viac z kategórie: Novinky