Американските изследователи са използвали нов и иновативен метод за създаване, улавяне и проучване на неуловимия изотоп на хелий-8. Чрез използването на "лазерен капан" физиците в Националната лаборатория на Аргонското министерство на енергетиката на САЩ точно картографират разпределението на атома и биха могли да ни помогнат да разберем науката зад екзотичните неутронни звезди.
И така, как да „хванете“ изотопа на хелий-8? Отговорът далеч не е прост, но физикът на Аргон Питър Мюлер намери решение. С помощта на циклотронното съоръжение GANIL в Северна Франция могат да се генерират хелий-4, 6 и понякога хелий-8 изотопи. Това е единственият циклотрон в света с достатъчно енергия за генериране на изотопа хелий-8. Всичко е много добре да създаде частицата, но за да се отдели хелий-8 от другите му хелиеви изотопни братя и сестри, е необходим интелигентен и много точен лазерен „затвор“, за да попадне по-тежкият изотоп на хелий, като същевременно позволява на други, по-леки изотопи да лети направо през.
Действайки като „решетките“ на затворническите порти, шест лазера са точно подравнени при такива разстояния, че се улавят само изотопи с размерите на хелий-8. При подравняване хелий-8 ще падне между тях и ако изотопът се опита да избяга, силите на отблъскване поддържат изотопа неподвижен. След като се остави достатъчно време (около един атом хелий-8 се генерира на всеки две минути) екипът стреля още два лазера в средата със същата честота като резонансната честота на хелий-8. Ако лазерният затвор свети, хелий-8 е заловен.
Най-често срещаната, стабилна форма на хелий има два протона и два неутрона. Хелият може да има и две нестабилен изотопи, хелий-6 (четири неутрона) и хелий-8 (шест неутрона). В нестабилните изотопи допълнителните неутрони образуват „ореол“ около компактното централно ядро (на снимката по-горе). Хелий-6 има хало, съдържащ два неутрона, а хелий-8 има ореол от четири неутрона. В ореола, съдържащ два неутрона, хелий-6 има характерно „колебание“, тъй като хало неутроните се подреждат асиметрично около ядрото (т.е. те се свързват заедно). Тази безстрастност измества центъра на баланса от ядрото и повече към ореола двойка неутрони. От друга страна, хелий-8 се разклаща по-малко, тъй като четирите хало неутрона се подреждат по-симетрично около ядрото. Лазерният капан е единственият известен метод за улавяне на атом хелий-8 и поради това структурата на неговия ореол най-накрая може да бъде анализирана до такава висока степен на точност.
Измерването на характеристиките на хелий-8 е усложнено от неговата радиоактивност. Полуживотът на хелий-8 е само една десета от секундата, така че всички измервания на атома трябва да се извършват моментално, когато се открие „затворното сияние“. Следователно измерванията се правят „он-лайн“, което само по себе си е трудна задача.
Откриването на редкия изотоп на хелий-8 е основна стъпка както за физиците, така и за астрофизиците. Важно е да се разбере как хелият се конфигурира след производство от ускорител на частици, но той е полезен и при разбиране на свойствата на космически тела, като неутронни звезди. Последиците от експеримента с Аргон ще бъдат полезни, когато станат по-добри спектроскопични наблюдения, така че подписът на структурата на хелий-8 може да бъде открит, различен от този на Земята.
Източник: Physorg.com
