Новости

Нейтринный детектор сможет измерить период полураспада изомера в десять квинтиллионов лет

Физики из коллаборации MAJORANA поделились предварительными результатами измерения периода полураспада изомера тантала-180m — последнего изомера, чей распад не был зафиксирован экспериментально. Ранее их детектор DEMONSTRATOR помог ограничить возможные параметры майорановских нейтрино. Собирая данные в течение 229 дней, ученые убедились, что точности детектора будет достаточно, чтобы точно определить период полураспада, если он не превышает 1019 лет. Об этом коллаборация сообщила в пресс-релизе.

Нуклоны связаны в ядре вокруг общего центра масс. Этим они похожи на электроны в ядре. И подобно электронам, нуклоны также могут переходить в долгоживущие (метастабильные) возбужденное состояние. В этом случае физики говорят о ядерных изомерах.

Стабильность изомерных ядерных состояний обуславливают правила запрета по спину и четности. В ряде случаев изомер может существовать гораздо дольше, чем основное состояние ядра. Наиболее яркий пример — это изотоп тантала-180. Его период полураспада из основного состояния равен около восьми часов, в то время как изомер тантал-180m еще не разу не распадался в лаборатории. Строго говоря, это единственное ядро, не считая протона, распад которого физики никогда не видели. В текущий момент период полураспада 180Tam оценивается в 1017 – 1018 лет.

Малость константы распада этого процесса определяет высокие требования к шумоизоляции эксперимента, умеющего фиксировать распады ядер. Оказалось, что для этой задачи хорошо подходит детектор DEMONSTRATOR от коллаборации MAJORANA. Он расположен в Сэнфордском подземном исследовательском центре на глубине 1500 метров и предназначен для исследования майорановских нейтрино по безнейтринному бета-распаду ядер — совсем недавно мы рассказывали об итогах этого эксперимента. После этого физики из MAJORANA переключились на измерение периода полураспада тантала-180m. По результатам предварительного сбора данных, длившегося 229 дней, ученые сделали вывод о том, что детектор сможет точно измерить эту величину, если она не будет превышать 1019 лет.

DEMONSTRATOR состоит из 23 германиевых детекторов, окружающих 17,4 килограмма тантала. По оценкам физиков среди такой массы около двух граммов приходится на 180Tam. Помимо толщи земли детектор защищен пассивными экранами и активными радоновыми компенсаторами, исключающими вклад от космических мюонов.

Помимо очень долгих периодов полураспада, физики стараются изучить очень короткие. Мы уже рассказывали, как ученые измерили самый быстрый альфа-распад ядер теллура-104.

Источник

Нажмите, чтобы оценить статью
[Итого: 0 Среднее значение: 0]

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Кнопка «Наверх»