Ядро гало - Halo nucleus

В ядерной физике , атомное ядро называется гало ядра или , как говорит, имеет ядерное гало , когда он имеет ядро ядра , окруженное «гало» орбитальные протоны или нейтроны, что делает радиус ядра значительно больше , чем предсказывают по модели жидкой капли . Ядра гало образуются на крайних краях таблицы нуклидов - линиях нейтронного и протонного капель - и имеют короткие периоды полураспада, измеряемые в миллисекундах. Эти ядра изучаются вскоре после их образования в ионном пучке .

Обычно атомное ядро ​​представляет собой тесно связанную группу протонов и нейтронов. Однако в некоторых нуклидах наблюдается переизбыток одного вида нуклонов. В некоторых из этих случаев образуется ядро ​​ядра и гало.

Часто это свойство может быть обнаружено в экспериментах по рассеянию, которые показывают, что ядро ​​намного больше, чем ожидаемое значение. Обычно поперечное сечение (соответствующее классическому радиусу) ядра пропорционально кубическому корню из его массы, как в случае сферы постоянной плотности. В частности, для ядра с массовым числом A радиус r равен (приблизительно)

где 1,2 фм .

Одним из примеров ядра гало является 11 Li с периодом полураспада 8,6 мс. Он содержит ядро ​​из 3 протонов и 6 нейтронов и гало из двух независимых и слабосвязанных нейтронов. Он распадается на 11 Be за счет испускания антинейтрино и электрона. Его массовый радиус 3,16 фм близок к радиусу 32 S или, что еще более впечатляюще, 208 Pb , оба намного более тяжелых ядра.

Экспериментальное подтверждение ядерных гало происходит недавно и продолжается. Подозреваются дополнительные кандидаты. Рассчитано, что несколько нуклидов, включая 9 B, 13 N и 15 N, имеют ореол в возбужденном состоянии, но не в основном состоянии .

Список известных нуклидов с ядерным гало

Ядра , которые имеют нейтронное гало включают в себя 11 Be и 19 C . Два нейтронов гало выставлено 6 He , 11 Li , 17 B , 19 B и 22 C .

Ядра с двухнейтронным гало разбиваются на три фрагмента и называются борромеевскими из-за такого поведения, аналогично тому, как все три кольца Борромео связаны вместе, но никакие два не имеют общей связи. Например, двухнейтронное гало-ядро 6 He (которое можно рассматривать как трехчастичную систему, состоящую из альфа-частицы и двух нейтронов) связано, но ни 5 He, ни динейтрон не связаны . 8 He и 14 Be демонстрируют четырехнейтронное гало.

Ядра , которые имеют протонного гало включают в себя 8 B и 26 P . Два протона гало выставлено 17 Ne и 27 S . Ожидается, что протонные гало будут более редкими и нестабильными, чем нейтронные гало, из-за сил отталкивания избыточных протонов.

Атомный
номер
Имя Количество ядерных
изотопов гало

Изотопы ядерного гало

Состав ореола
Период полураспада (мс)
2 гелий 2 гелий-6
гелий-8
2 нейтрона
4 нейтрона
801 (10)
119,1 (12)
3 литий 1 литий-11 2 нейтрона 8,75 (14)
4 бериллий 2 бериллий-11
бериллий-14
1 нейтрон
4 нейтрона
13810 (80)
4,35 (17)
5 бор 3 бор-8
бор-17
бор-19
1 протон
2 нейтрона
4 нейтрона
770 (3)
5,08 (5)
2,92 (13)
6 углерод 2 углерод-19
углерод-22
1 нейтрон
2 нейтрона
49 (4)
6,1+1,4
-1,2
10 неон 1 неон-17 2 протона 109,2 (6)
15 фосфор 1 фосфор-26 1 протон 43,7 (6)
16 сера 1 сера-27 2 протона 15,5 (15)

Смотрите также

использованная литература

дальнейшее чтение

  • Nörtershäuser, W .; Tiedemann, D .; Жакова, М .; Анджелкович, З .; Blaum, K .; Bissell, ML; Cazan, R .; Дрейк, GWF; Гепперт, гл .; Ковальска, М .; Krämer, J .; Krieger, A .; Neugart, R .; Sánchez, R .; Schmidt-Kaler, F .; Ян, З.-Ц .; Йорданов, ДТ; Циммерманн, К. (2009). «Радиусы заряда ядра Be7,9,10 и ядра гало с одним нейтроном Be11». Письма с физическим обзором . 102 (6): 062503. arXiv : 0809.2607 . Bibcode : 2009PhRvL.102f2503N . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.102.062503 . PMID  19257582 . S2CID  24357745 .
  • «Атомное ядро ​​с гало: впервые ученые измерили размер гало с одним нейтроном с помощью лазеров » . Измерения показали, что среднее расстояние между нейтронами гало и плотным ядром ядра составляет 7 фемтометров. Таким образом, нейтрон гало находится примерно в три раза дальше от плотного ядра, чем самый удаленный протон, поскольку само ядро ​​имеет радиус всего 2,5 фемтометра. Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  • Marqués, FM; Labiche, M .; Орр, штат Северная Каролина; Angélique, JC; Axelsson, L .; Benoit, B .; Бергманн, Калифорния; Борге, MJG; Кэтфорд, Вашингтон; Чаппелл, САУ; Кларк, Нью-Мексико; Costa, G .; Curtis, N .; d'Arrigo, A .; De Góes Brennand, E .; Де Оливейра Сантос, Ф .; Dorvaux, O .; Fazio, G .; Фриер, М .; Fulton, BR; Giardina, G .; Grévy, S .; Guillemaud-Mueller, D .; Hanappe, F .; Heusch, B .; Jonson, B .; Le Brun, C .; Leenhardt, S .; Lewitowicz, M .; и другие. (2002). «Обнаружение нейтронных кластеров». Physical Review C . 65 (4): 044006. arXiv : nucl-ex / 0111001 . Bibcode : 2002PhRvC..65d4006M . DOI : 10.1103 / PhysRevC.65.044006 . S2CID  37431352 .