علماء الفيزياء النووية يعثرون على دليل على الإشعاع الفائق في نوى المرآة
يحدث الإشعاع الفائق عندما تصل نواة الذرة إلى طاقة إثارة عالية.
تحتوي النوى المرآة ، مثل الأكسجين 18 ونيون 18 ، على نفس عدد البروتونات والنيوترونات (18) ، ولكن بينما يحتوي الأكسجين -18 على 8 بروتونات و 10 نيوترونات ، فإن نيون 18 يحتوي على 10 بروتونات و 8 نيوترونات. عندما تمتص طاقة كافية ، يمكن أن تتحلل وتنبعث منها جسيم ألفا (2 بروتون و 2 نيوترون). رصيد الصورة: M. Barbui.
يشير الفيزيائيون النوويون إلى النوى الذرية على أنها أنظمة كمومية متعددة الأجسام لأنها تتكون من العديد من الجسيمات التي تتفاعل مع بعضها البعض بطرق معقدة.
يمكن أن تمتص النوى الطاقة ، وتضعها في حالة من الإثارة. ثم تفقد هذه الحالات الطاقة من خلال الاضمحلال وقد تنبعث منها جزيئات مختلفة.
تسمى العمليات المختلفة للانحلال وانبعاث الجسيمات قنوات الانحلال.
يؤدي التفاعل بين الخصائص الداخلية للحالات المثارة وقنوات الانحلال المختلفة إلى ظهور ظواهر مثيرة للاهتمام.
إحدى هذه الظواهر هي الإشعاع الفائق ، الذي يحدث عندما تصل النواة إلى طاقة إثارة عالية.
قال الدكتور ألكسندر فوليا ، الفيزيائي بمعهد السيكلوترون في جامعة تكساس إيه آند إم وجامعة ولاية فلوريدا: “إن الرنين في الأنظمة الكمومية غير المستقرة هي حالات مشعة على الرغم من تدهور التطبيع الكلي ، إلا أن لها بنية محددة جيدًا يتم موازنتها بالإشعاع الخارج”. وزملائه.
“يؤدي مثل هذا التفاعل بين الموجة الصادرة وديناميكيات الأجسام المتعددة الكمومية الداخلية إلى العديد من التأثيرات الفريدة.”
“يُعرف أحد هؤلاء بالإشعاع الفائق ، أو المحاذاة ، حيث تخضع الحالات لإعادة الهيكلة بسبب الانحلال أو الاقتران الافتراضي بالسلسلة المتصلة بحيث تتماشى وظائفها الموجية مع قنوات الانحلال وبالتالي تسهيل الانحلال.”
“هذا التأثير مفهوم جيدًا من الناحية النظرية ويرتبط ارتباطًا وثيقًا بالخصائص الأساسية لفيزياء التفاعل.”
“المراقبة المباشرة للإشعاع الفائق في الأنظمة الكمومية المتعددة الأجسام أمر صعب لأنه من الصعب العثور على أنظمة كمومية معقدة متطابقة تختلف فقط في اقترانها بسلسلة حالات التفاعل التي تصف الانحلال.”
للعثور على دليل على الإشعاع الفائق في النوى ، يبحث الفيزيائيون النوويون عن نظامين لهما نفس البنية الداخلية ولكن قنوات تحلل مختلفة.
تحتوي نوى المرآة على نفس العدد الإجمالي للبروتونات والنيوترونات ، لكن عدد البروتونات في إحداهما يساوي عدد النيوترونات في الأخرى.
التركيب الداخلي لنواة المرآة هو نفسه لأن القوة النووية هي نفسها سواء بين بروتونين أو نيوترونين أو بروتون ونيوترون. هذا يجعل شحنة القوة النووية مستقلة.
ومع ذلك ، تختلف قنوات الاضمحلال بسبب تنافر الشحنة الكهربائية المختلفة في النظامين بسبب الاختلاف في عدد البروتونات لكل نظام.
في البحث الجديد ، وجد الدكتور فوليا والمؤلفون المشاركون دليلًا على تأثير الإشعاع الفائق في الاختلافات بين حالات تحلل ألفا في الأكسجين -18 والنيون 18.
لقد درسوا بنية النيون 18 عن طريق نثر حزمة غير مستقرة إشعاعيًا من الأكسجين -14 على هدف كثيف لغاز الهيليوم -4.
سمح هدف الغاز للمؤلفين بقياس مسارات الجسيمات الواردة والصادرة وإنتاج إعادة بناء كاملة للأحداث النووية.
كما هو متوقع من استقلالية الشحنة للقوة النووية ، وجد الباحثون تطابقًا بين حالات المرآة في النواتين ، على الرغم من ظهور بعض الاختلافات عند مقارنة قوة حالات المرآة.
إذا كان الهيكل الداخلي للنواة هو نفسه ، فمن المتوقع أن تتمتع مستويات المرآة بنفس القوة ، ولكن في هذه الحالات ، ينتج عن المحاذاة مع قنوات انحلال مختلفة قليلاً اختلافات ملحوظة.
قال الفيزيائيون: “لقد فسرنا هذه الاختلافات كدليل على تأثير الإشعاع الفائق”.
