Ένας μαθητής της Α’ Λυκείου, που προσέχει έστω και λίγο στο μάθημα της Χημείας, όταν βλέπει το στοιχείο του ηλίου-8 γραμμένο ως: He, αναγνωρίζει αμέσως ότι ο πυρήνας του περιέχει 2 πρωτόνια και 6 νετρόνια. Επιπλέον, ο μαθητής που το μυαλό του δεν έχει «κλουβιάνει» ακόμα από ιδιαίτερα και λοιπές δραστηριότητες, θα μπορούσε ίσως να αναρωτηθεί για το ‘πώς διατάσσονται αυτά τα οκτώ σωματίδια στον πυρήνα του ηλίου-8 (⁸He)’.
Ένα παρόμοιο ερώτημα προβλημάτισε τους φυσικούς Z. H. Yang et al, οι οποίοι πραγματοποιώντας πολύ δύσκολα πειράματα βρήκαν την διάταξη των νουκλεονίων στην πρώτη διεγερμένη κατάσταση του πυρήνα του ⁸He. Τα ευρήματά τους περιέχονται στην δημοσίευση με τίτλο: ‘Observation of the Exotic Cluster State in ⁸He‘.

Στη θεμελιώδη κατάσταση, ήταν γνωστό πως τα νουκλεόνια του πυρήνα του ⁸He διατασσονται ως ένα σωματίδιο άλφα (ο πυρήνας ⁴He) και τέσσερα νετρόνια γύρω του (βλέπε παραπάνω σχήμα). Αν όμως, πριν τελειώσει η σύντομη ζωή του πυρήνα του ⁸He (λίγες εκατοντάδες χιλιοστά του δευτερολέπτου), διεγερθεί στην πρώτη του διεγερμένη κατάσταση 0⁺, τότε τα τέσσερα νετρόνια σχηματίζουν δύο ζεύγη νετρονίων – γνωστά ως δινετρόνια (dineutron). Σύμφωνα με τη θεωρία, το σωματίδιο άλφα και τα δύο δινετρόνια έχουν ακέραιο σπιν και επομένως συμπεριφέρονται ως μποζόνια, αποτελώντας ένα τριμελές πυρηνικό ανάλογο του συμπυκνώματος Bose-Einstein. Αυτή η υπόθεση παρατηρήθηκε πειραματικά για πρώτη φορά από τον Zaihong Yang του Πανεπιστημίου του Πεκίνου και τους συναδέλφους του στο RIKEN Nishina Center στην Ιαπωνία.

Στο πείραμα δημιουργήθηκε δέσμη από βαχύβιους πυρήνες ⁸He, με την οποία βομβαρδίζονταν στόχοι πολυαιθυλενίου και άνθρακα. Σε κάποιες από τις συγκρούσεις οι πυρήνες ⁸He, διεγείρονταν στην ζητούμενη κατάσταση συμπυκνώματος, η οποία διασπώταν αμέσως προς έναν πυρήνα ηλίου-6 (⁶He) και ένα δινετρόνιο. Η πειραματική διάταξη των ερευνητών διέθετε τους κατάλληλους ανιχνευτές με τους οποίους εντόπιζαν τους παραγόμενους πυρήνες ⁶He και τα δινετρόνια. Συσχετίζοντας τον ρυθμό παραγωγής τους, τις γωνίες που σχημάτιζαν τα προϊόντα με την αρχική διεύθυνση της δέσμης και το είδος του στόχο, ήταν όλα συνεπή με τις θεωρητικές προβλέψεις της φύσης της διεγερμένης κατάστασης ⁸He.

Το συμπύκνωμα του ⁸He μοιάζει με την στάθμη Hoyle του άνθρακα-12 (¹²C), η οποία αποτελείται από τρία σωματίδια άλφα σε συμπυκνωμένη κατάσταση. Ο αστρονόμος Fred Hoyle ο 1954 προέβλεψε ότι αυτή η διεγερμένη κατάσταση του ¹²C θα εξηγούσε τη σύνθεση του άνθρακα στο εσωτερικό των άστρων [διαβάστε σχετικά: Πως δημιουργείται το στοιχείο του άνθρακα στο Σύμπαν]. Ο Yang επισημαίνει ότι τα πυρηνικά συμπυκνώματα θα μπορούσαν επίσης να έχουν επιπτώσεις στην κατανόηση των δομών των εξωτικών πυρήνων και των άστρων νετρονίων.

πηγή: https://physics.aps.org/articles/v16/s174

Κατηγορίες:ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΑΣΤΡΟΦΥΣΙΚΗ, ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ

Ετικέτες: dineutron, ΝΕΤΡΟΝΙΑ, PHYSICS