การสร้างนิวเคลียสอะตอมเทียมที่มีน้ำหนักมากเป็นส่วนหนึ่งของโปรแกรมการตอบคำถามพื้นฐานเกี่ยวกับสสารและจักรวาลมานานแล้ว แต่มันไม่ง่ายเลย นักฟิสิกส์กำลังมองหาเทคนิคที่สร้างนิวเคลียสที่แข็งแรงโดยการหลอมรวมกัมมันตภาพรังสีที่เบากว่า ตอนนี้ผลการทดลองเครื่องเร่งความเร็วที่ Oak Ridge (Tenn.) National Laboratory ชี้ให้เห็นว่าวิธีการนี้อาจพิสูจน์ได้ว่ามีผลมากกว่าที่นักวิทยาศาสตร์นิวเคลียร์หลายคนคาดการณ์ไว้
กระสุนเงิน? เมื่อโพรเจกไทล์ของนิวเคลียสกัมมันตภาพรังสีดีบุก-132
ชนอะตอมของนิกเกิล-64 ในเป้าหมายที่อยู่นิ่งในเครื่องเร่งอนุภาค อนุภาคทั้งสองชนิดจะหลอมรวมกันเป็นนิวเคลียสแพลทินัม-196 ด้วยอัตราที่สูงเป็นพิเศษ จุดเล็ก ๆ ที่แสดงด้วยลูกศรแสดงถึงผลิตภัณฑ์แพลทินัม-196
LIANG, ET AL./PRL
ตั้งแต่ทศวรรษที่ 1940 นักวิจัยได้สร้างนิวเคลียสหนักประเภทต่างๆ ที่ไม่มีอยู่ตามธรรมชาติบนโลก พวกมันผลิตอนุภาคเหล่านั้นโดยส่วนใหญ่ในเครื่องเร่งความเร็วโดยการกระแทกนิวเคลียสที่เสถียรและไม่มีกัมมันตภาพรังสีเข้าด้วยกัน แต่ไอโซโทปหนักที่มีศักยภาพหลายพันตัวยังคงอยู่เกินขีดความสามารถของกระบวนการนั้น
หัวข้อข่าววิทยาศาสตร์ในกล่องจดหมายของคุณ
หัวข้อข่าวและบทสรุปของบทความข่าววิทยาศาสตร์ล่าสุด ส่งถึงกล่องจดหมายอีเมลของคุณทุกวันพฤหัสบดี
ที่อยู่อีเมล*
ที่อยู่อีเมลของคุณ
ลงชื่อ
ดังนั้น นักนิวเคลียร์ฟิสิกส์จึงหันไปหานิวเคลียสกัมมันตภาพรังสีที่ไม่เสถียร นอกจากการให้ข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างนิวเคลียร์แล้ว กลยุทธ์ดังกล่าวอาจนำไปสู่ไอโซโทปรังสีแบบใหม่สำหรับการแพทย์ ปรับปรุงความเข้าใจเกี่ยวกับการระเบิดของอาวุธนิวเคลียร์
และข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ เช่น ซูเปอร์โนวา ปีที่แล้ว นักนิวเคลียร์ฟิสิกส์ในสหรัฐอเมริกาได้รับการเสนอชื่อให้เป็นลำดับความสำคัญสูงสุดในการก่อสร้างอุปกรณ์มูลค่า 900 ล้านดอลลาร์ที่เสนอเพื่อสร้างและศึกษานิวเคลียสที่ไม่เสถียร นักวิจัยในยุโรปและญี่ปุ่นกำลังพัฒนาสิ่งอำนวยความสะดวกที่คล้ายกัน
แรงผลักไฟฟ้าสถิตเกิดขึ้นระหว่างการชนน้อยกว่า รวมทั้งนิวเคลียสที่ไม่เสถียรเพราะมีนิวตรอนมากเกินไปกว่าระหว่างการชนของนิวเคลียสเสถียร ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์คาดว่าการชนกันรวมถึงนิวเคลียสที่ไม่เสถียรจะทำให้เกิดการหลอมรวมได้ง่ายกว่าการชนกันของไอโซโทปเสถียร
สมัครสมาชิกข่าววิทยาศาสตร์
รับวารสารวิทยาศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมจากแหล่งที่น่าเชื่อถือที่สุดส่งตรงถึงหน้าประตูคุณ
ติดตาม
นิวเคลียสเบา เช่น ดีบุกและนิเกิลสามารถหลอมรวมที่พลังงานการชนกัน แม้จะน้อยกว่าพลังงานที่จำเป็นในการเอาชนะการผลักกันของไฟฟ้าสถิตระหว่างกันของอนุภาค นักวิทยาศาสตร์ระบุว่าการหลอมรวมเหล่านี้เป็นปรากฏการณ์เชิงกลควอนตัมที่เรียกว่าการเจาะอุโมงค์ ซึ่งช่วยให้นิวตรอนหรือโปรตอนผ่านระหว่างนิวเคลียสที่ชนกันได้
ในการทดลองใหม่ J. Felix Liang จาก Oak Ridge และเพื่อนร่วมงานของเขาได้ทุบนิวเคลียสของดีบุก-132 ที่ไม่เสถียรให้กลายเป็นนิกเกิล-64 ที่เสถียรเพื่อสร้างนิวเคลียสแพลทินัม-196 ทีมงานพบว่าปฏิกิริยาพลังงานต่ำเกิดขึ้นในอัตราประมาณ 10 เท่าของความเร็วสูงเมื่อนักวิจัยใช้โพรเจกไทล์ดีบุก-124 ที่เสถียร การปรับปรุงที่จะรายงานในPhysical Review Letters ที่กำลังจะมีขึ้น นั้น “น่าตื่นเต้นและให้กำลังใจมาก” เหลียงกล่าว
“ผมหวังว่าจะได้อะไรแบบนี้” Robert VF Janssens ซึ่งเป็นหัวหน้าทีมวิจัยที่ใช้เครื่องเร่งความเร็วที่ Argonne (Ill.) National Laboratory กล่าว “ทุกครั้งที่เราดูนิวเคลียสที่อุดมด้วยนิวตรอน [ไม่เสถียร] เราพบเรื่องน่าประหลาดใจ” เขากล่าว
รายละเอียดของการเพิ่มประสิทธิภาพการหลอมรวมพลังงานต่ำในการทดลอง Oak Ridge ยังไม่ชัดเจน นอกจากนี้ นักวิจัยยังไม่ทราบว่าการปรับปรุงการหลอมรวมจะคงอยู่หรือไม่ เมื่อพวกเขาใช้ขีปนาวุธและเป้าหมายอื่น ๆ Liang กล่าวเสริม
ผลลัพธ์ใหม่นี้เพิ่มโอกาสที่เครื่องเร่งความเร็วในอนาคตจะสร้างนิวเคลียสที่แปลกใหม่ได้ง่ายกว่าที่จะให้สิ่งอำนวยความสะดวกเหล่านั้นจัดการกับนิวเคลียสที่เสถียรเท่านั้น สมาชิกในทีม Walter Loveland แห่ง Oregon State University ใน Corvallis กล่าวว่าหากบางส่วนของนิวเคลียสที่แปลกใหม่เหล่านั้นพิสูจน์ได้ว่ามีความเสถียรสูงตามที่นักทฤษฎีหลายคนคาดการณ์ไว้ (SN: 6/12/99, p. 372: http://www.sciencenews. org/sn_arc99/6_12_99/fob2.htm), “เคมีและฟิสิกส์ทั้งหมดของนิวเคลียสอะตอมหนักจะเปิดขึ้น”
เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>> เซ็กซี่บาคาร่า ไฮโลออนไลน์
