นิวเคลียสของอะตอมรูปฟักทองผ่านการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีอย่างแปลกประหลาด

นักฟิสิกส์ในฟินแลนด์ได้สร้างนิวเคลียสอะตอมรูปฟักทองที่ปล่อยโปรตอนออกมาในรูปแบบที่หายาก

การสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสี พวกเขารายงานผลการศึกษาในวารสาร Physical Review Letters

จากข้อมูลของ PhysicsWorld นิวเคลียส lutetium-149 มีมากที่สุดครึ่งชีวิตที่สั้นที่สุดในบรรดาธาตุกัมมันตภาพรังสีทั้งหมดที่เป็นตัวปล่อยโปรตอน มันสูญเสียกัมมันตภาพรังสีครึ่งหนึ่ง (สลายไปเป็นองค์ประกอบอื่น) ในเวลาเพียง 450 นาโนวินาที

Lutetium เป็นธาตุหายากชนิดหนึ่งโดยธรรมชาติแล้วจะแสดงเป็นโลหะสีเงินซึ่งมีโปรตอน 71 ตัวและนิวตรอน 71 ตัวในนิวเคลียส มักพบในเปลือกโลกพร้อมกับธาตุโลหะอิตเทอร์เบียม ในช่วงทศวรรษ 1980 นักวิทยาศาสตร์ได้สังเกตเห็นไอโซโทปของลูเทเซียม ซึ่งเป็นตัวแปรหนึ่งของอะตอมที่มีจำนวนนิวตรอนต่างกันในนิวเคลียสที่เรียกว่า ลูทีเซียม-151 ซึ่งจะสลายตัวและดีดโปรตอนออกจากนิวเคลียสในขณะที่อยู่ในสถานะพื้นดิน สถานะพื้นเป็นระดับพลังงานต่ำสุดที่อิเล็กตรอนของอะตอมสามารถมีได้และมีโครงสร้างที่เสถียรที่สุด การปล่อยโปรตอนเกิดขึ้นน้อยมาก และลูทีเซียม-151 เป็นไอโซโทปแรกที่ปล่อยโปรตอนเมื่อสลายตัวสู่สถานะพื้นเสถียร

การศึกษาการสลายตัวของโปรตอนช่วยให้นักวิจัยมองเข้าไปภายในนิวเคลียสของอะตอมและทำความเข้าใจว่าโปรตอนและนิวตรอนมีความสัมพันธ์กันอย่างไร ในส่วนหนึ่งของการวิจัยนี้ Kalle Auranen นักวิจัยหลังปริญญาเอกสาขาฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัย Jyväskylä และเพื่อนร่วมงานของเขาได้สร้างไอโซโทปใหม่ของลูเทเซียม ลูเทเซียม-149 ซึ่งมีโปรตอน 71 ตัวและนิวตรอน 78 ตัวในนิวเคลียสของมัน

พวกเขาพบว่าลูทีเซียม-149 มีมากกว่านั้นอีกแปลกกว่าลูทีเซียม-151 ประการแรก แกนกลางของมันไม่ใช่ทรงกลมที่เรียบร้อย แต่เป็นทรงกลมที่ถูกบีบอัดเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า คล้ายกับฟักทองเล็กน้อย ประการที่สอง ครึ่งชีวิตของ lutetium-149 นั้นสั้นกว่าครึ่งชีวิตของ lutetium-151 อย่างมาก ซึ่งก็คือ 80.6 มิลลิวินาที

นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างสรรค์ผลงานขึ้นซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาใหม่ไอโซโทป, ไอโซโทปนิกเกิลย่าง (นิกเกิล-58), ไอโซโทปรูทีเนียม (รูทีเนียม-96) ไอโซโทปใหม่ของลูทีเซียมจะสลายตัวเป็นอิตเทอร์เบียม-148 ซึ่งโดยตัวมันเองไม่สามารถคงอยู่ได้นานนัก ครึ่งชีวิตของมันคือ 250 มิลลิวินาที

อ่านเพิ่มเติม

มี "ดาวเคราะห์" ดวงอื่นในโลก: ช่วยชีวิตที่เพิ่งตั้งไข่ได้อย่างไร

พบกับความหอมที่ใครๆก็ชอบ

แก้วคือพลาสติกชนิดใหม่: สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้เรื่อยๆ โดยไม่สูญเสียคุณสมบัติ