Рекордний атом створили американські учені

Найлегший ізотоп магнію — магній-18 — створили під час експерименту в Національній лабораторії надпровідних циклотронів при Університеті штату Мічиган (США).

Втім, цей атом настільки нестабільний, що розпадається раніше, ніж вчені безпосередньо можуть його отримати, тож про факт його утворення фізики дізналися лише при аналізі продуктів розпаду. Про це повідомляє прес-служба вишу.

У природі він існувати не може, вчені отримали його за допомогою потужних прискорювачів частинок, аналогічно до того, як отримують важкі ізотопи, розташовані наприкінці таблиці Менделєєва.

Усі атоми магнію мають у ядрах 12 протонів. У звичайного магнію в ядрі присутні від 12 до 14 нейтронів, тому стабільними є ізотопи магнію-24, 25 і 26. Раніше найлегший варіант магнію мав сім нейтронів, що давало йому 19 протонів і нейтронів — звідси його позначення як магній-19.

Щоб створити магній-18, який легший на один нейтрон, учені почали зі стабільної версії магнію — магнію-24. Циклотрон у лабораторії прискорив промінь ядер магнію-24 приблизно до половини швидкості світла і направив цей промінь на ціль, яка є металевою фольгою, виготовленою з елемента берилію. І це був лише перший крок.

Це зіткнення дає вам купу різних ізотопів, легших за магній-24, — зазначають дослідники. — Але з цього «супу» ми можемо вибрати потрібний ізотоп.

Цим ізотопом є магній-20. Він нестабільний і руйнується, як правило, протягом десятих часток секунди. Тож ученим довелося знайти спосіб, щоб змусити його за цей зіткнутися з іншою берилієвою ціллю на відстані приблизно 30 м.

Але він рухається на половині швидкості світла, — наголошують дослідники. — Тож добирається до цілі досить швидко.

Це наступне зіткнення створює магній-18, термін життя якого становить приблизно одну шестимільйонну частку секунди. Це такий короткий час, що магній-18 не покривається електронами, щоб стати повноцінним атомом перед розпадом й існує лише як оголене ядро.

Більше того, за такий короткий час він навіть не залишає берилію — новий ізотоп розпадається всередині мішені.

Хоча вчені не можуть досліджувати ізотоп безпосередньо, їм відомо, яким шляхом він розпадається — магній-18 спочатку викидає два протони зі свого ядра, щоб перетворитися на неон-16, який потім викидає ще два протони, щоб стати киснем-14. Аналізуючи протони та кисень, які виходять із цілі, учені можуть зробити висновок про властивості магнію-18.

Хоча безпосереднього практичного використання новий ізотоп не має, дослідження умов його утворення та розпаду допомагає вченим краще зрозуміти фізичні закони. Зокрема, такі екзотичні ізотопи можуть відігравати важливу роль у космічних процесах, котрі відбуваються за незвично екстремальних для Землі умов.