Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Dvojitě magické supertěžké jádro 270Hs

 |  14. 6. 2007
 |  Vesmír 86, 341, 2007/6

Jedním z velmi zajímavých izotopů hassia (viz V. Wagner, Vesmír 85, 291, 2006/5) je izotop 270Hs. Jde totiž o dvojitě magické jádro, které dosud nebylo syntetizováno.

Supertěžké prvky (na konci periodické tabulky) by vůbec neměly existovat, protože odpudivé síly působící mezi jejich mnoha protony v jádře by je měly během tisícin vteřiny roztrhnout. Kapkový model, popisující jádro jako kapku jaderné kapaliny, předpověděl pro prvky s protonovým číslem větším než 104 poločasy rozpadu menší než 10–10 s. V jádře ale působí i jevy, které kapkový model popsat nedokáže. Prognózy modelu se nepotvrdily. Během posledních třiceti let byla ohlášena syntéza prvků s protonovým číslem 104 až 116 a 118. Existence prvků do čísla 111 je jistá. Existence těch těžších je velmi pravděpodobná, i když zatím nebyla potvrzena. Všechny tyto pozorované supertěžké prvky jsou radioaktivní, ale jejich život trvá až minuty, tedy mnohonásobně déle, než předpovídal kapkový model.

Tuto překvapivou stabilitu vysvětluje slupkový model jádra, který předpokládá, že obdobně jako elektronový obal má slupkovou strukturu i jádro a při uzavření slupek má zvýšenou stabilitu. Protože v jádře jsou dva typy nukleonů (protony a neutrony), existují i dva typy slupek. Počty protonů a neutronů, při kterých se slupka uzavře, se nazývají „magické“. Jestliže jádro obsahuje magický počet protonů i neutronů, je dvojitě magické. Taková jádra vykazují mimořádnou stabilitu. Jsou vzácná (z celkového počtu asi tří tisíc známých nuklidů je jich dvojitě magických jen devět). Pro supertěžké prvky předpověděl slupkový model existenci dokonce dvou dvojitě magických jader, jednoho deformovaného 270Hs se 108 protony a 162 neutrony a jednoho nedeformovaného 298114 se 114 protony a 184 neutrony. Z toho vyplývá i zvýšená stabilita jader v jejich blízkosti. V okolí 294114 předpovídají některé varianty slupkového modelu existenci „ostrova stability“ – nuklidů s poločasem rozpadu dlouhým několik let. Se současnou technikou není možné nuklidy z „ostrova stability“ vytvořit. Teoretické výpočty jsou ale založeny na zjednodušených modelech a je nezbytné existenci supertěžkých dvojitě magických jader potvrdit experimentálně. K nedeformovanému magickému jádru 298114 máme ještě daleko, ale deformované 270Hs už se dostalo do našeho dosahu.

Čtyři atomy dvojitě magického nuklidu 270Hs se podařilo syntetizovat vědcům z Technické univerzity v Mnichově a z GSI v Darmstadtu. Jádro 270Hs se vyzářením částice alfa rozpadá na seaborgium 266Sg, které během půl vteřiny podlehne spontánnímu štěpení. Pozorované hodnoty energie uvolněné při rozpadu alfa pro 270Hs a ostatních okolních nuklidů v tomto experimentu se překvapivě dobře shodují s teoretickými výpočty a jednoznačně potvrzují, že nejvyšší stabilitu má 270Hs. Experimentální potvrzení teoretických výpočtů pro 270Hs nám dává naději, že se i další předpovědi vyplní a jednoho dne k břehům „ostrova stability“ připlujeme. (J. Dvorak et al., Physical Review Letters 97, 2425011–2425014, 2006)

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Fyzika
RUBRIKA: Aktuality

O autorovi

Jan Dvořák

Doporučujeme

Přemýšlej, než začneš kreslit

Přemýšlej, než začneš kreslit

Ondřej Vrtiška  |  4. 12. 2017
Nástup počítačů, geografických informačních systémů a velkých dat proměnil tvorbu map k nepoznání. Přesto stále platí, že bez znalosti základů...
Tajemná „Boží země“ Punt

Tajemná „Boží země“ Punt uzamčeno

Břetislav Vachala  |  4. 12. 2017
Mnoho vzácného zboží starověkého Egypta pocházelo z tajemného Puntu, kam Egypťané pořádali časté obchodní výpravy. Odkud jejich expedice...
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné