Badacze rejestrują kamerą egzotyczną formę radioaktywności
Detektor zbudowany przez grupę polskich naukowców z Uniwersytetu Warszawskiego pozwolił na lepsze zrozumienie, w jaki sposób jądra w czasie rozpadu radioaktywnego spontanicznie wyrzucają cząstki. Umożliwiło to międzynarodowej grupie współpracujących europejskich i amerykańskich badaczy, którą kierował polski fizyk dr Marek Pfützner, bliższą analizę radioaktywnego rozpadu rzadkiego izotopu żelaza. Do tej pory prowadzenie pomiarów szybko rozpadających się egzotycznych jąder było w dużej mierze niemożliwe. Dlatego w niewielkim stopniu rozumiano egzotyczną formę radioaktywności izotopu żelaza 45. Udało się to poznać dzięki nowatorskiemu połączeniu zaawansowanej aparatury fizycznej z technologią obrazowania wykorzystywaną w większości gotowych kamer cyfrowych. "Udowodniliśmy w bezpośredni i bezsporny sposób, że takie jądro o skrajnym niedoborze neutronów rozpada się, emitując jednocześnie dwa protony", piszą autorzy artykułu opublikowanego w "Physical Review Letters". Rozpad promieniotwórczy rzadkiego izotopu żelaza 45, posiadającego jądro składające się z 26 protonów i 19 neutronów, podczas kiedy stabilna forma żelaza ma 26 protonów i 30 neutronów, ma charakter egzotyczny, ponieważ dochodzi w nim do emisji dwóch protonów. Były dwa możliwe wytłumaczenia tego niezwykłego sposobu rozpadu: Albo izotop od czasu do czasu uwalnia parę energetycznie związanych dwóch protonów znaną także jako diproton, albo protony są emitowane szybko jeden po drugim lub nawet równocześnie, ale nie są związane. Naukowcy prowadzący eksperyment, wykorzystując komorę gazową do spowolnienia wiązki rzadkich izotopów i wysokiej klasy kamerę cyfrową do rejestrowania trajektorii protonów emitowanych z rozpadającego się jądra żelaza 45, odkryli, że teorię diprotonu można wykluczyć. Korelacje między emitowanymi protonami można by najlepiej opisać jako formę przemiany jądrowej znanej jako rozpad na trzy cząstki. Technika ta oprócz tego, że rzuca światło na nową formę rozpadu promieniotwórczego, mogłaby również doprowadzić do dalszych odkryć dotyczących szybko rozpadających się, rzadkich izotopów badanych w akceleratorach. Te izotopy mogą być kluczem do zrozumienia procesów zachodzących wewnątrz gwiazd neutronowych i określenia granic istnienia jąder. Badanie zostało przeprowadzone przez badaczy polskich, rosyjskich i amerykańskich w Narodowym Laboratorium Nadprzewodzącego Cyklotronu (National Superconducting Cyclotron Laboratory - NSCL) na Uniwersytecie Stanu Michigan. Było ono wspierane przez polskie Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego oraz amerykańską Narodową Fundację Nauki i amerykański Departament Energii.
Kraje
Polska