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Zusammensetzung und Untersuchung radioaktiver Partikel a

Wissenschaft

Ein internationales Team hat die weltweit erste Messung durchgeführt, wie die Größe eines Radiumkerns die Struktur von Molekülen verändert, die verschiedenes Radium enthalten Isotope. Die Forschung verwendete eine Kombination aus Lasern und Ionenfallen an der Radioactive Ion Beam Facility des Internet Isotope Mass Separator (ISOLDE) am CERN. Das Team untersuchte die quantitative Struktur von Radiummonofluorid (RaF)-Partikeln. Die Quantenstruktur definiert Energieniveaus und wie sich diese Niveaus unter verschiedenen Bedingungen ändern. Wissenschaftler erwarten, dass RaF-Partikel nützlich sind, um die Verletzung einiger grundlegender Symmetrien in der Natur zu untersuchen. Das Team maß Änderungen der elektronischen Energieniveaus eines Radiums Ader Mit einem anderen Aussehen. Dies erklärt die extreme Empfindlichkeit dieser Moleküle gegenüber der Wechselwirkung von Elektronen und Kernen auf kurze Distanzen.

der Einfluss

Die Fähigkeit, Energieniveaus präzise zu messen und die Anzahl der Neutronen in den Kernen von Molekülen zu verändern, eröffnet der Forschung neue Richtungen. Der Urknall muss gleiche Mengen an Materie und Antimaterie erzeugt haben. Verletzungen fundamentaler Symmetrien könnten erklären, warum es in unserem Universum mehr Materie als Antimaterie gibt. Radioaktive Partikel, die Isotope schwerer Elemente wie Radium enthalten, sind ideal, um die Verletzung dieser Grundsymmetrien zu untersuchen. Wissenschaftler glauben auch, dass ihre experimentellen Entwicklungen auf die Untersuchung anderer radioaktiver Partikel angewendet werden können erstellt in einem Supernovae und andere Starbursts. Aber die begrenzten Beobachtungsinstrumente der Wissenschaftler haben verhindert, dass sie im Weltraum identifiziert werden können. Daher werden Laborstudien radioaktiver Partikel als Orientierungshilfe für zukünftige astrophysikalische Beobachtungen dienen.

Zusammenfassung

Radioaktive Teilchen versprechen spannende neue Möglichkeiten an den Grenzen der fundamentalen Physik und Chemie. Sie sind jedoch in der Natur sehr selten und einige kommen in der Natur überhaupt nicht vor. Das bedeutet, dass sie in spezialisierten Einrichtungen künstlich erzeugt werden müssen. Darüber hinaus kann ihre Lebensdauer nur wenige Tage oder Bruchteile einer Sekunde betragen, sodass ihre Untersuchung hochempfindliche experimentelle Techniken erfordern würde. Die Anlage für seltene Isotopenstrahlen (FRIB), eine Benutzereinrichtung des Department of Energy (DOE), die 2022 in Betrieb genommen wird, wird einen einzigartigen Zugang zu Molekülen bieten, die Isotope der schwersten Elemente enthalten. Zukünftige Entwicklungen der aktuellen Technologie an dieser Einrichtung werden eine neue Plattform für Entdeckungen in der Grundlagenphysik bieten. Dies wird das Verständnis der grundlegenden Symmetrien der Natur sowie das Verständnis der Chemie und Kernstruktur schwerer Elemente fördern.

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Finanzen

Diese Arbeit wurde unterstützt durch das Department of Energy, ERC Consolidator Grant, Office of Nuclear Physics, MITI Global Seed Funds, Deutsche Forschungsgemeinschaft (Deutsche Forschungsgemeinschaft), STFC, Ernest Rutherford Grant, Projekte von FWOVlaanderen, EU Agreement Grant und Russian Science Foundation, dem BMBF, dem National Research and Development Program of China und der National Natural Science Foundation of China.


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