변형된 핵은 이중으로 마법적입니다. 과학자들은 지르코늄-80의 누락된 질량을 발견했습니다.
과학자 국립초전도 사이클로트론 연구소 (NSCL)과 Michigan State University의 Facility for Rare Isotope Beams(FRIB)는 그들이 스스로 발견한 퍼즐인 지르코늄-80의 누락된 질량의 미스터리를 해결했습니다. NSCL에서 수행된 실험은 지르코늄-8040개의 양성자와 40개의 중성자를 포함하는 것은 생각보다 훨씬 가볍습니다. FRIB의 이론가들은 이제 누락된 질량이 어떻게 되는지에 대한 질문에 대한 답을 제공하는 계산을 수행했습니다.
이론가와 실험 물리학자 사이의 관계는 조화로운 춤과 같다고 Nature Physics에 발표된 논문의 주저자인 Alec Hamaker는 말합니다. 때로는 실험적 발견 이전에 길을 인도하고 무언가를 보여주는 것이 이론가이고 때로는 실험가가 이론가가 예상하지 못한 것을 발견한다고 Ryan Ringle은 덧붙입니다.
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최신 개발은 전 세계 과학자들이 기대할 수 있는 것의 맛보기에 불과합니다. 희소성 연구를 위한 미국 최고의 위치인 NSCL을 이미 제공하고 있습니다. 동위원소, 과학자들을 위한 엄청난 기회. 그러나 내년에 개장하는 FRIB는 절대적으로 독특할 것입니다. 전 세계의 과학자들은 다른 곳에서는 구할 수 없는 동위원소를 만들 수 있을 것입니다. FRIB와 같은 시설은 우주에 대한 지식을 확장할 뿐만 아니라 예를 들어 암 치료를 개선할 수 있게 해줍니다. Ringle는 FRIB가 이전에는 접근할 수 없었던 연구를 가능하게 하고 시설이 앞으로 수십 년 동안 새로운 발견을 제공할 것이라고 설명합니다.
그러나 우리의 80Zr로 돌아가자. 그것은 NSCL에서 만들어졌고, 그 시설의 능력은 과학자들이 전례 없는 정확도로 그 질량을 측정할 수 있게 해주었습니다. 이 원소의 질량은 이전에 측정된 적이 있지만 정확하지는 않습니다. 그리고 이러한 정밀한 측정은 많은 흥미로운 사실을 밝혀냈습니다. 질량을 그렇게 정확하게 결정할 수 있다면 실제로 손실된 질량을 측정하는 것이기 때문입니다. 원자핵의 질량은 원자핵의 질량의 합과 같지 않기 때문에 양성자 싶게 중성자. 누락된 질량의 일부는 핵을 함께 유지하는 에너지로 나타납니다. Ringle는 설명합니다.
우리 모두는 아인슈타인의 유명한 방정식 E = mc ^ 2를 기억합니다. 그 외에는 아무 의미가 없다. 매스 싶게 에너지 동등하다, 동등하다. 그러나 이것은 원자핵과 같은 극한의 조건에서만 관찰할 수 있습니다. 핵의 양성자와 중성자 사이에 더 많은 결합 에너지가 있고 서로 더 밀접하게 결합되어 있으면 더 많은 질량이 누락되기 때문입니다. 새로운 실험에서 중성자와 양성자 사이의 힘이 예상보다 크다는 것이 밝혀졌기 때문에 지르코늄-80 코어의 경우도 마찬가지입니다. 그렇다면 이론가들은 왜 이런 일이 일어났는지에 대한 설명을 찾아야 했습니다.
그래서 그들은 80Zr에 대한 기존 이론을 검토했습니다. 그들은 무엇보다도 이 핵이 이중 마법 핵일 수 있다고 말합니다.
이전 실험에서 제안한 지르코늄 80 코어 공이 아니라 럭비공을 닮았다. 이론가들에 따르면, 이 모양은 코어의 이중 "마법"에 기여할 수 있습니다. 이론가들은 30년 넘게 지르콘 80 코어가 변형된 마법의 이중 코어라고 의심해 왔습니다. 실험자들이 이것을 증명하는 데는 시간이 걸렸습니다. 그리고 이제 이론을 뒷받침하는 증거가 있으므로 이론가들은 다음 단계를 밟을 수 있다고 Hamaker는 말합니다.
과학자들은 그 시작을 간절히 기다리고 있습니다. 프리브 이 시설을 통해 이 지르코늄-80과 같은 특이한 코어에 대해 더 많이 배울 수 있기를 바랍니다.