Tạo ra hạt nhân nguyên tử kỳ lạ hình quả bí ngô

CafeSo.Net – Các nhà vật lý ở Phần Lan đã tạo ra một hạt nhân nguyên tử hình quả bí ngô có thể sinh ra các proton trong một loại phân rã phóng xạ hiếm gặp.

Hạt nhân lutetium-149 có chu kỳ bán rã ngắn nhất của bất kỳ nhóm nguyên tố phóng xạ nào được gọi là chất phát xạ proton, theo PhysicsWorld. Nó mất một nửa hoạt độ phóng xạ (phân rã thành các nguyên tố khác) chỉ trong 450 nano giây.

Lutetium là một nguyên tố đất hiếm xuất hiện ở dạng tự nhiên dưới dạng kim loại màu bạc với 71 proton và 71 neutron trong hạt nhân của nó. Nó thường xuất hiện cùng với nguyên tố kim loại ytterbium trong vỏ Trái đất.

Vào những năm 1980, các nhà khoa học đã quan sát thấy một đồng vị của lutetium – một biến thể của nguyên tử có số neutron khác trong hạt nhân – được gọi là lutetium-151, phân rã và văng ra một proton khỏi hạt nhân của nó khi ở trạng thái cơ bản. Hiếm khi phát xạ proton và lutetium-151 là đồng vị đầu tiên được quan sát thấy phát ra proton trong khi phân rã ở trạng thái cơ bản ổn định của nó.

Nghiên cứu sự phân rã proton cho phép các nhà nghiên cứu xem xét bên trong hạt nhân của một nguyên tử và hiểu cách các proton và neutron liên kết với nhau. Là một phần của dòng nghiên cứu này, Kalle Auranen, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ về vật lý tại Đại học Jyväskylä, và các đồng nghiệp đã tạo ra một đồng vị mới của lutetium, lutetium-149, có 71 proton và 78 neutron trong hạt nhân của nó.

Họ phát hiện ra rằng lutetium-149 thậm chí còn kỳ lạ hơn so với lutetium-151. Có điều, hạt nhân của nó không phải là một khối cầu gọn gàng, mà là một khối cầu thuôn dài trông hơi giống một quả bí ngô. Điều này được gọi là sự biến dạng khối, và lutetium-149 là hạt nhân bị méo mó nhất từng được đo lường.

Chu kỳ bán rã chớp mắt của Lutetium-149 cũng ngắn hơn đáng kể so với chu kỳ bán rã 80,6 mili giây của lutetium-151.

Các nhà nghiên cứu đã tạo ra đồng vị này bằng cách bắn một đồng vị của niken, niken-58, vào đồng vị của ruthenium, ruthenium-96, theo PhysicsWorld. Đồng vị lutetium mới phân rã thành ytterbium-148, bản thân nó không tồn tại lâu: Nó có chu kỳ bán rã là 250 mili giây.

Theo PhysicsWorld, có thể tạo ra lutetium-148, tồn tại lâu hơn lutetium-149 một chút.