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  • 迄今最轻镁同位素诞生 有助科学家揭示原子如何形成

  •  发布时间:2022-01-06  点击次:121  
  • 科技日报记者 刘霞

        据物理学家组织网近日报道,来自中国北京大学、美国华盛顿大学、密歇根州立大学等机构的研究人员携手,创造出了迄今世界上最轻的镁同位素镁-18,有助科学家更好地理解原子是如何形成的。

      地球富含天然镁,这些镁很久以前在恒星中产生,现在已成为地壳矿物质的重要组成部分,也是我们日常饮食中不可或缺的营养元素。这种镁很稳定,其原子核不会分崩离析。而新的镁同位素镁-18并不稳定,无法在自然界中找到。

      所有镁原子的原子核内都有12个质子,一般情况稳定的镁通常指镁-24,其包含12个中子。此前最轻的镁-19有7个中子。为制造出更轻的镁-18,在最新研究中,科学家们使用位于密歇根州立大学国家超导回旋加速器实验室的回旋加速器,将一束更稳定的镁-24的原子核加速到光速的一半左右,并将其射入由元素铍制成的金属箔靶中。

      这个过程制造出了一堆比镁-24轻的同位素,科学家从中挑选出了一个相对不太稳定的镁-20(其会在1/10秒内衰变),并让它与大约30米外的铍靶相撞,镁-18就此诞生了。但它极不稳定,寿命不到1/6秒,因此以裸核的形式存在。

      研究人员指出,得到的镁-18不会离开铍靶,会在靶体内衰变。尽管他们不能直接检查该同位素,但可以描述其衰变情况:镁-18首先射出两个质子成为氖-16,然后再射出两个质子成为氧-14。通过分析逃离靶体的质子和氧气,研究小组可以推断出镁-18的性质。

      研究人员表示,虽然他们无法直接进行测量,但是可以借此了解更多关于元素的形成过程。而且,通过使用粒子加速器制造越来越奇特的同位素,他们可以突破模型极限,解释所有原子核是如何形成并保持在一起的,这反过来也有助于预测宇宙极端环境内发生了什么。