Рекордный атом создали американские ученые

Самый легкий изотоп магния — магний-18 — был создан во время эксперимента в Национальной лаборатории сверхпроводящих циклотронов при Университете штата Мичиган (США).

Впрочем, этот атом настолько нестабильен, что распадается раньше, чем ученые непосредственно могут его получить, так что о факте его образования физики узнали только при анализе продуктов распада. Об этом сообщает пресс-служба вуза.

В природе он существовать не может, учёные получили его с помощью мощных ускорителей частиц, аналогично тому, как получают тяжелые изотопы, расположенные в конце таблицы Менделеева.

Все атомы магния имеют в ядрах 12 протонов. У обычного магния в ядре присутствуют от 12 до 14 нейтронов, поэтому стабильны изотопы магния-24, 25 и 26. Раньше самый легкий вариант магния имел семь нейтронов, что давало ему 19 протонов и нейтронов — отсюда его обозначение как магний-19.

Чтобы создать магний-18, который легче на один нейтрон, ученые начали со стабильной версии магния — магния-24. Циклотрон в лаборатории ускорил луч ядер магния-24 примерно до половины скорости света и направил этот луч на цель, являющуюся металлической фольгой, изготовленной из элемента бериллия. И это был только первый шаг.

Это столкновение дает вам кучу разных изотопов, легче магния-24, — отмечают исследователи. — Но из этого «супа» мы можем выбрать нужный изотоп.

Этим изотопом является магний-20. Он нестабилен и разрушается, как правило, в течение десятых долей секунды. Поэтому ученым пришлось найти способ, чтобы заставить его столкнуться с другой бериллиевой целью на расстоянии примерно 30 м.

Но он двигается на половине скорости света, — подчеркивают исследователи. — Так что добирается до цели довольно быстро.

Это следующее столкновение создает магний-18, срок жизни которого составляет примерно одну шестимиллионную долю секунды. Это столь короткое время, что магний-18 не покрывается электронами, чтобы стать полноценным атомом перед распадом и существует только как обнаженное ядро.

Более того, за столь короткое время он даже не покидает бериллия — новый изотоп распадается внутри мишени.

Хотя ученые не могут изучить изотоп непосредственно, им понятно, каким путем он распадается — магний-18 поначалу выбрасывает два протона из собственного ядра, чтоб перевоплотиться в неон-16, который позже выбрасывает еще два протона, чтоб стать кислородом-14. Анализируя протоны и кислород, исходящие из цели, ученые могут сделать вывод о свойствах магния-18.

Хотя непосредственного практического использования у нового изотопа нет, исследование условий его образования и распада помогает ученым лучше понять физические законы. В частности, такие экзотические изотопы могут играть важную роль в космических процессах, происходящих при необычно экстремальных для Земли условиях.