Đo được kích thước hạt nhân Heli-8 ppt

Đo được kích thước hạt nhân
Heli-8

Đo được kích thước hạt nhân Heli-8
Tia điện tích của các đồng vị nặng nhất heli (chứa 2
proton và 6 neutron) đã lần đầu tiên được đo.
Tia điện tích thể hiện phạm vi điện tích proton trong
không gian. Giá trị đạt được là 1,93 fm (1 fermi tương
đương 10
-15
m). Để so sánh, tia điện tích của đồng vị He-6
là 2,068 fm; đồng vị nhẹ hơn này có một tia điện tích lớn
hơn, do những hiệu ứng liên kết nhờ tương tác hạt nhân
mạnh. He-8 là rất hiếm và rất khó tạo ra. Nó là vật liệu
giàu neutron nhất được biết đến trên Trái đất. Các nhóm
nặng nhất của heli, như He-10, không phải là những thực
thể được liên kết thực và thực sự chỉ được coi như những
"cộng hưởng".

Trong thí nghiệm mới, He-8 được tạo ra bằng cách "phá"
một mục tiêu cacbon bằng một chùm ion C-13 GeV. Tia
điện tích của các đồng vị He-4, He-6 và He-8 được xác
định bằng cách so sánh sự chênh lệch rất nhỏ của các
quang phổ nguyên tử của 3 loại nguyên tử heli khác nhau.
Các đo đạc quang phổ chỉ liên quan đến lực điện từ giữa
các electron và hạt nhân của các nguyên tử này, chú
không phải sự tương tác hạt nhân mạnh nó duy trì cấu trúc
của từng hạt nhân. Tuy nhiên, một khi sự phân bố điện
tích được xác định, thì nó có thể được sử dụng để suy ra
một số đặc tính của các lực liên kết chi phối trong hạt
nhân.

Những hiểu biết lý thuyết hiện nay về sự phân bố các
proton và neutron cho rằng hạt nhân He-4, bao gồm 2
proton và 2 neutron (và thường được biết đến dưới tên
phân tử alpha), là hạt nhân mặc định, trong khi trong He-6
thì các neutron bổ sung được cho là "lực hấp dẫn" xung
quanh hạt nhân như một dạng "halo". Trong mô hình này,
hạt nhân alpha dao động một chút xung quanh trung tâm
tổng thể đó. Trong He-8, halo bao gồm hai cặp neutron.
Điều này cho phép hạt nhân dao động một chút ít hơn so
với trong trường hợp của He-6 và tạo cho tia điện tích He-
8 một giá trị thấp hơn. Một trong số các nhà nghiên cứu,
Peter Mueller, giải thích rằng lý thuyết nguyên tử hiện
nay dự báo rằng tia điện tích này có thể đem lại hy vọng
cho những người muốn tạo mô hình các hạt nhân nặng.
Ảnh: Những so sánh của 3 đồng vị heli: He-4 với hạt
nhân chỉ chứa 2 neutron (màu xanh) và 2 proton (màu
đỏ); He-6 với hạt nhân được bao quanh bởi một "halo"
của 2 neutron; He-8 với hạt nhân được bao quanh bởi 2
cặp neutron