Эксперименты американских физиков показали, что между атомными ядрами действуют приливные электростатические силы, которые могут заметно изменить картину распада нестабильных ядер.
Приливы и отливы — результат того, что сила гравитационного притяжения, например от Луны, не постоянна, а уменьшается при удалении от нее. Из-за этого часть Земли, самая близкая к Луне, притягивается сильнее, а самая далекая — слабее, чем вся Земля в среднем. Поэтому ее как бы растягивает вдоль направления на Луну и сплющивает по бокам — то есть Земля испытывает со стороны Луны «приливную силу».
Силы электростатического взаимодействия заряженных тел тоже зависят от расстояния между телами, поэтому силы, подобные приливным, действуют и в электростатике. Если речь идет о притяжении двух разноименно заряженных тел, то картина будет в точности такая же, как и при гравитационных приливных силах, а при отталкивании одноименных зарядов — с точностью до наоборот: оно сплющивает тела в продольном направлении и растягивает их в поперечном.
Красивый пример того, как электростатические приливные силы вмешиваются в мир ядерной физики, обнаружили недавно американские ученые. Их статья с описанием и объяснением результатов эксперимента появилась на днях в журнале Physical Review Letters.
В этой работе с помощью специального детектора LASSA изучались высокоэнергетические столкновения тяжелых ядер кадмия-114 и молибдена-92 (эксперимент проводился в Национальной сверхпроводящей циклотронной лаборатории при Университете штата Мичиган, MSU-NSCL). Когда столкновение ядер происходит не «лоб в лоб», а «по касательной», то ядра не разлетаются тут же на мелкие осколки, а как бы «разогреваются», и затем с них испаряются «кусочки ядерного вещества», преимущественно в виде альфа-частиц (то есть ядер гелия-4) или других легких ядер. Именно такие легкие частицы и отлавливали экспериментаторы.
Среди прочих вариантов был и одновременный вылет двух альфа-частиц — по крайней мере, так это выглядело в детекторе. На самом деле, как выяснили физики, эти две альфа-частицы далеко не всегда вылетали независимо. Иногда получалось, что вначале с поверхности ядра вылетало нестабильное возбужденное ядро бериллия-8 (8Be*), которое тут же — на удалении всего в несколько диаметров родительского ядра — распадалось на две альфа-частицы. На таком расстоянии еще довольно сильно электрическое поле от родительского ядра, а значит, оно могло повлиять — за счет приливных сил — на процесс распада 8Be*.
И действительно, это влияние было обнаружено на опыте. Вообще, распад 8Be* очень простой. Если бы не было никакого постороннего влияния, то две альфа-частицы просто разлетались бы в противоположных направлениях относительно центра масс с некоторой скоростью, которая совершенно не зависела бы от направления вылета.
Влияние приливных электрических сил со стороны родительского ядра приводит к появлению зависимости относительной скорости разлета от направления. Если альфа-частицы разлетаются по направлению движения исходного 8Be*, то их скорость относительно друг друга оказывается заметно меньше, а если поперек — то заметно больше средней (последствие «сжатия» вдоль и «растяжения» поперек). Измерения показали, что разница между этими случаями составляла примерно 10%.
Обнаруженное явление приливных сил в микромире лишний раз напоминает физикам, что нужно быть аккуратным при изучении рождения и распада нестабильных частиц. Даже если нестабильное дочернее ядро вылетело из родительского и уже не чувствует его ядерных сил, оно всё еще может находиться в его электростатической «зоне влияния». Иными словами, рождение и распад этого нестабильного осколка не протекают независимо.
Интересно отметить, что этот вывод буквально совпадает с выводом, сделанным в другой недавней работе, но уже из области физики элементарных частиц, о которой мы писали в заметке Анализ данных коллайдера LHC может оказаться более сложным, чем ожидалось. Впрочем, причины, приводящие к зависимости рождения и распада в этих двух случаях, совсем разные.
Источник: A. B. McIntosh et al., Tidal Effects and the Proximity Decay of Nuclei // Physical Review Letters, 99, 132701 (27 September 2007). Статья также свободно доступна в архиве препринтов: nucl-ex/0607028.
См. также: Теория приливов из лекционного курса В. Л. Пантелеева Физика Земли и планет.
Игорь Иванов
|
Последние новости: Физика, Игорь Иванов
Астрономические наблюдения недели
Новости науки почтой (рассылка на Subscribe.ru):
Новости науки по темам:
антропология,
археология,
астрономическая научная картинка дня,
астрономия,
биология,
биотехнологии,
генетика,
геология,
затмения,
информационные технологии,
космос,
лингвистика,
математика,
медицина,
нанотехнологии,
наука в России,
наука и общество,
Нобелевские премии,
палеонтология,
психология,
технологии,
физика,
химия,
эволюция,
экология,
энергетика,
этология
Новости науки по авторам:
Дарья Баранова,
Вера Башмакова,
Александр Бердичевский,
Максим Борисов,
Варвара Веденина,
Александр Венедюхин,
Михаил Волович,
Алексей Гиляров,
Николай Горностаев,
Юрий Ерин,
Анастасия Еськова,
Дмитрий Замолодчиков,
Игорь Иванов,
Мария Кирсанова,
Дмитрий Кирюхин,
Александр Козловский,
Алексей Левин,
Андрей Логинов,
Лейла Мамирова,
Александр Марков,
Мария Медникова,
Вадим Мокиевский,
Максим Нагорных,
Елена Наймарк,
Петр Петров,
Александр Пиперски,
Константин Попадьин,
Сергей Попов,
Роман Ракитов,
Татьяна Романовская,
Александр Самардак,
Александр Сергеев,
Андрей Сидоренко,
Даниил Смирнов,
Любовь Стрельникова,
Алексей Тимошенко,
Мария Шнырёва
Новости науки по месяцам: 2012 II, I
2011 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I
2010 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I
2009 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I
2008 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I
2007 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I
2006 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I
2005 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I
Научные новости у наших партнеров:
«Биомолекула», «В мире науки», «Вокруг света», Газета.ру, Грани.ру, Лента.ру, «Наука и жизнь», «Популярная механика», Gzt.ru
|  | |
Подробнее
e-mail: 
