Вчені вперше спостерігали розпад ядра на чотири частинки

Не весь матеріал навколо нас є стабільним. Деякі матеріали можуть зазнавати радіоактивного розпаду з утворенням більш стабільних ізотопів. Тепер вчені вперше спостерігали новий режим розпаду. У цьому розпаді легша форма кисню, кисень-13 (з вісьмома протонами та п’ятьма нейтронами), розпадається шляхом розпаду на три ядра гелію (атом без оточуючих його електронів), протон і позитрон (версія антиматерії електрон).

Вчені спостерігали цей розпад, спостерігаючи, як одне ядро ​​розпадається на частини, і вимірювали продукти розпаду. Дослідження опубліковано в журналі Physical Review Letters.

Раніше вчені спостерігали цікаві способи радіоактивного розпаду після процесу, який називається бета-плюс розпад. Тут протон перетворюється на нейтрон і випромінює частину виробленої енергії, випускаючи позитрон і антинейтрино. Після цього початкового бета-розпаду ядро, що утворюється, може мати достатньо енергії, щоб викип’ятити додаткові частинки та зробити себе більш стабільним.

Цей новий режим розпаду є першим спостереженням трьох ядер гелію (альфа-частинок) і протона, що випускаються після бета-розпаду. Знахідки можуть інформувати вчених про процеси розпаду та властивості ядра перед розпадом.

У цьому експерименті дослідники використовували прискорювач частинок, відомий як циклотрон в Інституті циклотрона Техаського університету A&M, щоб створити пучок радіоактивних ядер із високою енергією (приблизно 10% швидкості світла). Вони направили цей промінь радіоактивного матеріалу, кисень-13, в обладнання, відоме як Техаська камера проекції часу активної цілі (TexAT TPC).

Матеріал зупиняється всередині цього детектора, який наповнений вуглекислим газом, і розпадається приблизно через десять мілісекунд, випромінюючи позитрон і нейтрино (бета-плюс розпад). Імплантувавши кисень-13 у детектор по одному ядру та чекаючи його розпаду, дослідники виміряли будь-які частинки, які википають після бета-розпаду, використовуючи TexAT TPC.

Далі вони проаналізували дані за допомогою комп’ютерної програми, щоб визначити сліди, які частинки залишають у газі. Це дозволило їм ідентифікувати рідкісні події (які трапляються лише раз на 1200 розпадів) як ті, коли чотири частинки випромінюються після бета-розпаду. Джерело