Vědci vytvářejí jádro ve tvaru dýně, mizí v nanosekundách

Lutecium-149 prochází vzácným typem radioaktivního rozpadu

Foto: University of Jyväskylä

Fyzici ve Finsku vytvořili atomové jádro ve tvaru dýně, které odhazuje protony ve vzácném druhu radioaktivního rozpadu. Jádro, lutecium-149, má podle PhysicsWorld nejkratší poločas rozpadu ze skupiny radioaktivních prvků nazývaných protonové zářiče. Polovinu radioaktivity ztrácí (rozpadá se na jiné prvky) za pouhých 450 nanosekund, oznámili fyzici 16. března v časopise Physical Review Letters. 

Lutecium je prvek vzácných zemin, který se objevuje ve své přirozeně se vyskytující formě jako stříbřitý kov se 71 protony a 71 neutrony ve svém jádru. Obvykle se vyskytuje vedle kovového prvku ytterbium v zemské kůře. V 80. letech 20. století vědci pozorovali izotop lutecia – variaci atomu s různým počtem neutronů v jádře – známý jako lutecium-151, který se rozkládá a odhazuje proton ze svého jádra, když je v základním stavu. Základní stav je nejnižší úroveň energie, kterou mohou mít elektrony atomu, a jeho nejstabilnější konfigurace. Emise protonů je vzácná a lutecium-151 bylo prvním pozorovaným izotopem, který emitoval protony, zatímco se rozkládal ve stabilním základním stavu. 

Studium rozpadu protonů umožňuje výzkumníkům nahlédnout do jádra atomu a pochopit, jak se protony a neutrony spojují. V rámci této linie výzkumu Kalle Auranen, postdoktorandský výzkumník ve fyzice na univerzitě v Jyväskylä, a jeho kolegové vytvořili nový izotop lutecia, lutecium-149, který má ve svém jádru 71 protonů a 78 neutronů. Zjistili, že lutecium-149 je ještě podivnější než bylo lutecium-151. Jednak jeho jádro není úhledná koule, ale spíše podlouhlá zmáčknutá koule, která vypadá trochu jako dýně. Toto je známé jako zploštělé zkreslení a lutecium-149 je nejvíce zdeformované jádro, jaké kdy bylo naměřeno. 

Poločas rozpadu lutetia-149 je také výrazně kratší než poločas rozpadu lutetia-151 80,6 milisekund. Výzkumníci vytvořili izotop vypálením izotopu niklu, niklu-58, na izotop ruthenia, ruthenium-96, podle PhysicsWorld. Nový izotop lutecia se rozpadá na ytterbium-148, které samo o sobě nevydrží dlouho: má poločas rozpadu 250 milisekund. 

Podle PhysicsWorld by mohlo být možné vytvořit lutecium-148, které by mohlo vydržet o něco déle než lutecium-149. 

Zdroj: PhysicWorld