Магний-18, полученный в лаборатории Мичиганского государственного университета (США), настолько нестабилен, что распадается на части прежде, чем ученые смогут напрямую зафиксировать его свойства. Тем не менее, этот изотоп может помочь исследователям лучше понять, как устроены атомы, определяющие наше существование, сообщает пресс-служба вуза. Открытие описано в журнале Physical Review Letters.
Земля полна естественного магния, выкованного давно в звездах, который с тех пор стал очень важным элементом в работе нашего организма и минералами в коре планеты. Но этот магний стабилен. Его атомное ядро не распадается.
У всех атомов магния внутри ядра 12 протонов. В прежней самой легкой версии магния 19 элементарных частиц: 12 протонов и всего семь нейтронов. Поэтому этот изотоп обозначается как магний-19.
Чтобы получить магний-18, который легче на один нейтрон, команда начала со стабильной версии магния – магния-24. Циклотрон ускорил пучок ядер магния-24 примерно до половины скорости света и направил этот пучок в цель, которая представляет собой металлическую фольгу, сделанную из элемента бериллия. В результате получился магний-20. Эта версия нестабильна, то есть распадается обычно за десятые доли секунды. За это короткое время ученые успели столкнуть магний-20 с другой бериллиевой целью на расстоянии около 30 метров.
Следующее столкновение создало магний-18, время жизни которого составляет примерно секстиллионную долю секунды. Это настолько короткий срок, что магний-18 не успел даже «обзавестись» электронами, чтобы стать полноценным атомом перед тем, как развалиться. Он существует только как голое ядро. Фактически, это настолько короткий промежуток времени, что магний-18 никогда не покидает бериллиевую мишень. Новый изотоп распадается внутри нее.
Это означает, что ученые не могут исследовать изотоп напрямую, но они могут охарактеризовать ключевые признаки его распада. Магний-18 сначала выбрасывает два протона из своего ядра, чтобы стать неоном-16, который затем выбрасывает еще два протона, чтобы стать кислородом-14. Анализируя протоны и кислород, которые покидают мишень, команда может определить свойства магния-18.
Получая такие экзотические версии изотопов, которые нельзя встретить в природе, ученые могут исследовать, как устроены все ядра и почему они не распадаются. Это, в свою очередь, помогает предсказать, что происходит в экстремальных космических средах.
[Иллюстрация: S. M. WANG/FUDAN UNIVERSITY AND FACILITY FOR RARE ISOTOPE BEAMS]
