Гало-ядро

Основное атомное ядро, окруженное вращающимися по орбите протонами или нейтронами.

Ядро гелия-6

В ядерной физике атомное ядро ​​называется гало-ядром или, как говорят, имеет ядерное гало , когда у него есть ядро-основа, окруженное «галло» из вращающихся протонов или нейтронов, что делает радиус ядра заметно больше, чем предсказывает модель жидкой капли . Гало-ядра образуются на крайних краях таблицы нуклидов — нейтронной и протонной границах — и имеют короткие периоды полураспада, измеряемые в миллисекундах. Эти ядра изучаются вскоре после их образования в ионном пучке .

Обычно атомное ядро ​​представляет собой тесно связанную группу протонов и нейтронов. Однако в некоторых нуклидах наблюдается переизбыток одного вида нуклонов. В некоторых из этих случаев образуются ядерное ядро ​​и гало.

Часто это свойство может быть обнаружено в экспериментах по рассеянию, которые показывают, что ядро ​​намного больше, чем в противном случае ожидаемое значение. Обычно поперечное сечение (соответствующее классическому радиусу) ядра пропорционально кубическому корню его массы, как это было бы в случае сферы постоянной плотности. В частности, для ядра с массовым числом A радиус r равен (приблизительно)

${\displaystyle r=r_{\circ }A^{\frac {1}{3}},}$

где 1,2 фм . ${\displaystyle r_{\circ }}$

Одним из примеров гало-ядра является ¹¹ Li , период полураспада которого составляет 8,6 мс. Он содержит ядро ​​из 3 протонов и 6 нейтронов, а также гало из двух независимых и слабо связанных нейтронов. Он распадается на ¹¹ Be путем испускания антинейтрино и электрона. ^[1] Его массовый радиус 3,16 фм близок к радиусу ³² S или, что еще более впечатляюще, ²⁰⁸ Pb , оба из которых гораздо тяжелее. ^[2]

Экспериментальное подтверждение ядерных гало получено недавно и продолжается. Подозреваются дополнительные кандидаты. Несколько нуклидов, включая ⁹ B, ¹³ N и ¹⁵ N, как подсчитано, имеют гало в возбужденном состоянии , но не в основном состоянии . ^[3]

Список известных нуклидов с ядерным гало

К ядрам , имеющим нейтронное гало, относятся 11Be ^{[ 5 ] и} 19C ^. Двухнейтронное гало имеют 6He , ^11Li , ^17B , ^19B и 22C .

Ядра с двухнейтронным гало распадаются на три фрагмента и называются борромеевскими из-за этого поведения, аналогично тому, как все три кольца Борромео связаны вместе, но никакие два не имеют общей связи. Например, ядро ​​с двухнейтронным гало ⁶ He (которое можно рассматривать как трехчастичную систему, состоящую из альфа-частицы и двух нейтронов) связано, но ни ⁵ He, ни динейтрон не связаны. ⁸ He и ¹⁴ Be оба демонстрируют четырехнейтронное гало.

К ядрам, имеющим протонное гало, относятся ⁸ B и ²⁶ P. Двухпротонное гало демонстрируют ¹⁷ Ne и ²⁷ S. Ожидается, что протонные гало будут более редкими и нестабильными, чем нейтронные гало, из-за отталкивающих сил избыточного протона(ов).

Смотрите также

• Ядра гало и пределы действия ядерных сил
• Изотопы лития
• Экзотический атом
• ядро Борромео

Ссылки

1. "It's Elemental - Изотопы элемента лития" . Получено 15 апреля 2015 г. .
2. "ISOLDE идет по следу превосходной степени". 3 мая 2004 г. Получено 15 апреля 2015 г.
3. Джин-Ген, Чен; Сян-Чжоу, Цай; Ху-Ён, Чжан; Вэнь-Цин, Шэнь; Чжун-Чжоу, Рен; Вэй-Чжоу, Цзян; Ю-Ганг, Ма; Чен, Чжун; И-Бин, Вэй; Вэй, Го; Син-Фей, Чжоу; Го-Лян, Ма; Кун, Ван (2003). «Китайская физика. Lett. 20 1021 - Протонное гало или кожа в возбужденных состояниях легких ядер». Китайские буквы по физике . 20 (7): 1021–1024. дои : 10.1088/0256-307X/20/7/314.
4. Национальный центр ядерных данных США . "NuDat 2.6" . Получено 13 марта 2015 г.
5. Кригер, А; Блаум, К; Бисселл, М.Л.; Фрёммген, Н; Гепперт, Ч; Хаммен, М; Крайм, К; Ковальска, М; Кремер, Дж; Нефф, Т; Ньюгарт, Р; Нейенс, Г; Нёртерсхойзер, В; Новотный, Ч; Санчес, Р; Йорданов, Д.Т (2012). «Phys. Rev. Lett. 108, 142501 (2012) - Радиус заряда ядра ¹² Be». Письма о физических отзывах . 108 (14): 142501. arXiv : 1202.4873 . doi : 10.1103/PhysRevLett.108.142501. PMID  22540787. S2CID  1589595.

Дальнейшее чтение

• Нёртерсхойзер, В.; Тидеманн, Д.; Жакова, М.; Анджелкович, З.; Блаум, К.; Бисселл, ML; Казан, Р.; Дрейк, GWF; Гепперт, Ч.; Ковальска, М.; Кремер, Дж.; Кригер, А.; Ньюгарт, Р.; Санчес, Р.; Шмидт-Калер, Ф.; Ян, З.-Ц.; Йорданов, Д.Т.; Циммерманн, К. (2009). «Ядерные зарядовые радиусы Be7,9,10 и однонейтронное гало ядра Be11». Письма о физических отзывах . 102 (6): 062503. arXiv : 0809.2607 . Bibcode : 2009PhRvL.102f2503N. doi : 10.1103/PhysRevLett.102.062503. PMID:  19257582. S2CID  : 24357745.
• "Atomic Nucleus with Halo: For the First Time, Scientists Measure the Size of a One-Neutron Halo with Lasers". 2009. Архивировано из оригинала 2020-11-09 . Получено 2020-07-24 . Измерения показали, что среднее расстояние между нейтронами гало и плотным ядром ядра [Be-11] составляет 7 фемтометров. Таким образом, нейтрон гало находится примерно в три раза дальше от плотного ядра, чем самый внешний протон, поскольку само ядро ​​имеет радиус всего 2,5 фемтометра. {{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
• Маркес, FM; Лабиш, М.; Орр, Н.А.; Анжелика, JC; Аксельссон, Л.; Бенуа, Б.; Бергманн, Калифорнийский университет; Борге, MJG; Кэтфорд, Западная Нью-Йорк; Чаппелл, САУ; Кларк, Нью-Мексико; Коста, Г.; Кертис, Н.; д'Арриго, А.; Де Гоес Бреннан, Э.; Де Оливейра Сантос, Ф.; Дорво, О.; Фасио, Г.; Фрир, М.; Фултон, Британская Колумбия; Джардина, Г.; Греви, С.; Гиймо-Мюллер, Д.; Ханаппе, Ф.; Хойш, Б.; Джонсон, Б.; Ле Брун, К.; Линхардт, С.; Левитович, М.; и др. (2002). «Обнаружение нейтронных кластеров». Физический обзор C . 65 (4): 044006. arXiv : nucl-ex/0111001 . Bibcode : 2002PhRvC..65d4006M. doi : 10.1103/PhysRevC.65.044006. S2CID  37431352.