تاکنون دانش اندکی در مورد ساختار اتمی و هسته ای عناصر پرتوزا جدول تناوبی مندلیف در دست بود، اما به‌تازگی محققان با استفاده از تکنیکی نو و بسیار موثر، اطلاعاتی جدیدی از این عناصر به دست آورده اند. این پژوهش بین اللملی به سرپرستی دانشمندانی از موسسه فیزیک هسته ای دانشگاه KU انجام شد که نتایج آن در مجله‌ی معتبر Nature Communications منتشر شد. با دیپ لوک همراه باشید…
در سال ۲۰۱۶ دانشمندان، چهار عنصر جدید به جدول مندلیف اضافه کردند. این عناصر پرتوزا و سنگین بوده و به‌طور طبیعی بر روی زمین یافت نمی‌شوند. لازم به ذکر است این عناصر پرتوزا و سنگین با استفاده از شتاب‌دهنده‌های بسیار قوی تولید شده‌اند. از آنجاییکه مقدار اندکی از عناصر پرتوزا قابل تولیدند، گاهی یک سال طول می‌کشد تا تنها یک جفت اتم از این عناصر تولید شود. از طرفی چون نیم عمر این عناصر پرتوزا ، بسیار کم است؛ در کسری از ثانیه واپاشی می‌کنند و نمی‌توان آنها را مطالعه کرد و همین امر باعث شده تا دانش ما در مورد آنها، اندک باشد.
محققان موسسه KU با استفاده از تکنیک یونیزاسیون لیزری و جت گازها، به مطالعه این عناصر تازه تولیدشده پرداخته‌اند و امیدوارند اطلاعاتی از ساختار اتمی و هسته ای آنها به‌دست آورند. یکی از عناصر تولید شده، اکتینیم (actinium با نماد علمی Ac) نام دارد که جزو هسته های سنگین و پرتوزاست.
محققان به منظور مطالعه‌ی این عنصر، از اتاقکی که با گاز آرگون پر شده بود استفاده کردند. همانطور که اشاره شد، این هسته‌ها بسیار سریع واپاشی می‌کنند، بنابراین دانشمندان با استفاده از اتاقک آرگون، اتم های عنصر را به دام انداختند و سپس از یک جت گاز فوق سریع برای مکیدن اتم‌ها استفاده نمودند. در این آزمایش از پرتوهای لیزر برای پیدا کردن نقاط نورانی استفاده شد.
دانشمندان تمام این تمهیدات را برای مشاهده‌ی الکترون خارجی اتم انجام دادند. به محض مشاهده این الکترون، با تاباندن دومین پرتوی لیزری، الکترون از اتم جدا شده و در نتیجه اتم یونیزه شد. حالا محققان می‌توانستند اتم یونیزه را به‌راحتی بررسی کنند. جالب است بدانید هر عنصر، بنابر ساختار اتمی و ساختار هسته ای خاص خودش، با یک نور لیزر معین مشخص می‌شود، درست همانطور که هر شخص با اثر انگشت مخصوص به خود شناخته می‌شود.
در بسیاری از مطالعات مربوط به هسته های سنگین، از پرتوهای لیزری استفاده شده بود، اما اضافه کردن جت گازها باعث افزایش دقت شده و حساسیت در بررسی ساختار این هسته ها را بالا برد. با استفاده از این روش، می‌توان تعدادی کمی از این عناصر را در یک ثانیه تولید نمود که همین تعداد برای مطالعه‌ی خصوصیات عناصر سنگین کافیست. این تحقیق دریچه‌ی تازه‌ای را برای محققان این حوزه گشود تا بتوانند مدل های نظری فیزیک هسته ای را آزموده و اطلاعات تازه‌ای، به‌دست آورند. قرار است از این روش در شتاب دهنده GANIL که در فرانسه در حال ساخت است، استفاده شود.
[gview file=”http://www.deeplook.ir/wp-content/uploads/2017/03/10.1038@ncomms14520.pdf” profile=”3″ save=”1″]
