化学元素周期表的终点在哪里,哪些过程导致了重元素的存在? 一个国际研究小组报告了在 GSI/FAIR 加速器设施和约翰内斯-古腾堡大学(Johannes Gutenberg University Mainz)为接近答案而进行的实验。
他们深入了解了具有不同中子数的Fermium(100 号元素)原子核的结构。 利用前沿激光光谱技术,他们追踪了核电荷半径的演变,发现随着中子加入原子核,核电荷半径稳步增加。 这表明局部核壳效应对这些重核的核电荷半径的影响减弱了。 研究结果发表在科学杂志《自然》上。
铀(92号元素)以外的tool.sudmij.com元素,user.deziiti.com例如Fermium(100号元素),并不天然存在于地壳中。 因此,要对它们进行研究,就必须人工生产它们。 它们从天然存在的最重元素过渡到所谓的超重元素,从第 104 号元素开始。 超重元素的存在归secure.pcdd5928.pro功于稳定的量子力学壳效应,它增加了约千分之二的总核结合能。forum.orbitnerd.com 尽管贡献很小,但它在抵消许多home.ricojdlc.com带正电的质子之间user.ilvac.cn的排斥力方面起着决定性作用。
原子核的组成部分--质子和中子共同组成了原子核,它们所引起的量子力学效应可以用核壳模型dev.ypopf.cn来解释。 与原子类似,充满电子外壳的原子核具有化学稳定mobile.diconia.com性和惰性blog.hlstkh.cn,而充满核外壳(包含所谓"神奇"数量的www.elixirex.com质子/中子dev.mediafp.com)的原子核则表现出更高的稳定性。 因此,它们的核结合能和寿命也会增加。 众所周知,在较轻的原子核中,填充核壳也会dev.jnd0128.pro影响核电荷半径的变化趋势。
利用video.jnd5928.pro激光bbs.ahjydwl.com光谱方法可以分析原子结构的微妙变化,进而提供有关核特性的信息,如核电荷半径,即原子核中质子的分布。 对中子数不同的同种元素的多个原子核进行的研究表明,除非跨越一个神奇的数字,否则该半径会稳步增加。 dev.ktayenaka.com然后,会观察到一个扭结,因为secure.ikizgrup.com在外壳闭合处,gov.yfsap.com径向增加的斜率发生了bbs.axlpf.cn变化。 这种效应适用于较轻的球形原子核直至铅。
重原子核核结构的新见解
"我们使用激光方法研究了拥有 100 个质子和 145 至 157 个中子的Fermium原子核。 具体来tool.durahart.com说,我们研究了量子力学壳效应对原子核大小的影响。portal.ermamusic.com 这使得我们能够从一个新edu.fixgears.com的user.uretiyo.com角度来揭示这些原子核在中子数 152 时已知壳效应附近范围内的结构,"GSI/FAIR 实验发言人 Sebastian Raeder 博士解释说。"在这个中子数下,中子壳闭合的特征以前曾在核结合能的趋势中观察到过。 2012年,在GSI/FAIR进行的高精度质量测量测量了壳效应的强度。 根据爱因斯坦的观点,质量等games.solaoda.com同于能量,因此这些质量测量提示了壳效应提供的额外结合能。 中子数 152 左右的原子核是进行更深入研究的理想试验台,因为它们的形状恰好更像橄榄球,而不是球形。 这种变形使得原子核中的许多质子之间的距离比球形原子核更远store.lismorgan.com"。
在本次测量中,来自7个国家的27个研究机构组成的国际合作小组采用不同的Fermium同位素生产方法和激光光谱技术应用方music.hexax.cn法的pay.hfsfylf.com发展,cloud.djggd.com对寿命从几秒到一百天不等的Fermium同位素进行了研究。 短寿mobile.hbgnpc.com命同位素是在 GSI/FAIR app.hdytrc.cn加速器设施中产生的,在某些情况下,每分钟只有几个原子可用于实验。 为了对它们进行探测,研究人员采用了一种量身定制的激光光谱法,这种方法是几年前为测量锘同位素而开发的。 产生的原子核在氩气中停止并拾取电子,形成中sms.hdntsl.cn性原子,然后用激光进行探测。
富中子、长寿命的Fermium同位素mobile.wyuanedu.com(Fermium-255、Fermium-257)是在美shop.dakozero.com国橡树岭国家实验室和法国格勒诺布尔 Laue-Langevinat 研究所生产的,数量为皮克级。 样品的放射化学制备在约翰login.hdytsw.cn内斯-古腾堡大学(JGU)进行。 随后采用另一种方法,将样品在储mobile.piboa.cn液login.lingdupk.com器中蒸发,并在真空中用激光进行检测。
适当波长的激光可将Fermium原子中的一个电子提升到更高的轨道上,games.sandatitti.com然后将其从原子中完全移除,形成Fermium离子,从而可对其进行有login.ppbzn.cn效user.martellum.com检测。 这种分步式离子形成过程所需的确切能量随user.octaxpros.com中子数而变化。 通过测量激发能量的微小变化,可以获得原games.ittvf.cn子核大小变化的相关信息。
宏观特性占主导地位
研究深入了解了Fermium同位素的核pay.diaspoapp.com电荷sms.eatkinswok.com半径在中子数 152 范围内的变化,并显示出稳定、均匀的增长。 将实验数据与国际合作伙伴利用现代理论核物理模型store.jpyex.cn进行的各种计算结果进行比较,可以解释潜在pay.junock.com的物理效应。 尽管计算方法不同,但发现所有模型之间以及news.piwasas.com与实验数据之间都非常一致。
该方法在实验上的改进为进一步对中子数 152 前后区域的重元素进行激光光谱研究铺平了道路,也代表着向更好地member.aginterim.com理解重web.jianadapckj1928.pro元素和超重元素的music.dignoloja.com稳定过程迈出了一步。 正在进行的研究有望在未来pro.manselsas.com的研究中揭示核壳结构的微弱效应,而这正是已知最重secure.lacavex.com元素存在的核心所在。
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