Коллаборация FRIB связала избыток гамма-излучения цинка-70 с магнитными переходами в ядре
Материал подготовлен искусственным интеллектом на основе нескольких источников — ссылки на оригиналы приведены ниже.
Международная группа ученых под руководством FRIB установила, что загадочный избыток низкоэнергетических гамма-лучей от ядра цинка-70 порожден магнитными переходами внутри него. Результаты, опубликованные 31 июля в Nature, разрешили давнюю загадку ядерной физики и могут улучшить модели синтеза тяжелых элементов в космосе.
Аномалия гамма-излучения
В течение десятилетий физики-ядерщики фиксировали необъяснимый рост низкоэнергетических гамма-лучей от некоторых атомных ядер — явление, получившее название «низкоэнергетическое усиление» (LEE). Оно проявляется в функции силовой зависимости гамма-излучения, которая характеризует вероятность испускания гамма-квантов различной энергии. Переходы между ядерными состояниями могут быть электрическими или магнитными, но точная природа LEE оставалась неизвестной. Ядро цинка-70 демонстрировало особенно ярко выраженный LEE-сигнал, что сделало его идеальным объектом для изучения.
Магнитная природа подтверждена
Международная коллаборация из 25 научных организаций семи стран, возглавляемая FRIB (Мичиганский университет), облучила ядра цинка-70 пучком редких изотопов и измерила характеристики испущенных гамма-лучей. Анализ выявил характерную картину магнитных дипольных переходов, а не электрических, что и порождает избыток излучения. Результаты, опубликованные 31 июля в журнале Nature, разрешают многолетний спор. В эксперименте участвовали ключевые национальные лаборатории США, включая Ливерморскую, Лос-Аламосскую, Беркли и Тихоокеанскую северо-западную.
Значение для астрофизики
Открытие позволяет уточнить сети ядерных реакций, моделирующие синтез элементов тяжелее железа в звездах, сверхновых и слияниях нейтронных звезд. Корректные функции силовой зависимости гамма-излучения критически важны для расчета скоростей захвата нейтронов и распада в процессе быстрого захвата нейтронов (r-процесc). Установив магнитный характер LEE, теоретики могут обновить модели нуклеосинтеза, улучшив прогнозы распространенности элементов во Вселенной. Работа также подчеркивает двойную роль FRIB — в фундаментальной науке и приложениях для национальной безопасности.
Что дальше
FRIB и партнеры планируют распространить измерения на другие изотопы, чтобы создать более полную библиотеку силовых функций для астрофизических симуляций. Пока неясно, как магнитное LEE влияет на итоговые выходы самых тяжелых элементов, таких как золото и уран, при катастрофических космических событиях.
1 источник
Коллаборация FRIB связала избыток гамма-излучения цинка-70 с магнитными переходами в ядре
