Aktuality

Tvary v atómovom jadre komunikujú medzi sebou aj inak, ako sa vedci doteraz domnievali

Výskum, Veda, CERN

26.5.2020, otvorené 624-krát

 

Výsledky na samotnej hranici poznania sa najčastejšie dosahujú v medzinárodnej spolupráci veľkého rozsahu. Vednými odbormi, kde sa takáto spolupráca vôbec začala a dosiahla pravdepodobne najvyššiu úroveň, je jadrová a subjadrová fyzika. Preto nie je ničím výnimočné, že na veľkých experimentoch napríklad v CERN-e pôsobia kolaborácie s niekoľkotisíc vedcami z celého sveta.

Príkladom medzinárodnej vedeckej spolupráce menšieho, no dôležitého rozsahu je práca, ktorú v týchto dňoch publikoval v časopise Physics Letters B medzinárodný tím pod vedením Fyzikálneho ústavu SAV.

„Študovali sme nestabilné atómové jadrá 177,179Au a dospeli sme k zaujímavým výsledkom, ktoré nám dávajú odpoveď na otázku, akým spôsobom medzi sebou ´komunikujú´ rôzne tvary, ktoré môže atómové jadro vytvárať. My už vieme, že atómové jadrá sú príkladmi systému, ktorý sa riadi zákonmi kvantovej mechaniky. Pre takéto systémy je príznačná existencia vzbudených stavov, ktoré nesú informáciu o štruktúre a vlastnostiach hmoty tvoriacej atómové jadro. Atómové jadro v rôznych stavoch môže nadobúdať rôzny tvar. Vo všeobecnosti platí, že stavy s rôznym tvarom, napr. guľatý a tvar lopty na britské rugby, sa ´nemajú príliš rady´. Znamená to, že veľmi neochotne sa menia jeden na druhý a preferujú zmenu na podobný tvar. V nestabilných atómových jadrách, ktoré sme študovali, sme ale zistili, že existuje stav, ktorý sa mení na dva úplne rozličné tvary so zhruba rovnakou pravdepodobnosťou. Vysvetlenie je, že tento stav je príkladom tzv. Schroedingerovej mačky, teda sa s určitou pravdepodobnosťou sa vyskytuje v jednom alebo druhom tvare. Až keď sa naň ´pozrú´ detektory žiarenia, vyberie si, v akom tvare sa nám ukáže,“ vysvetľuje Martin Venhart z Fyzikálneho ústavu SAV, vedúci výskumného projektu.

Nestabilné atómové jadrá 177,179Au na Zemi nenájdeme, preto je potrebné pripraviť ich v laboratóriách. Vedci z mnohých inštitúcií zo štyroch kontinentov sveta realizovali experimentálnu časť práce v cyklotrónovom laboratóriu Univerzity v Jyväskylä vo Fínsku. Celkovo bolo potrebných 24 dní meracieho času na cyklotróne, rozdelených na dve kampane.

„Jedna hodina práce urýchľovača a celej podpornej infraštruktúry stojí niekoľkotisíc eur. Merací čas je prideľovaný súťažným spôsobom na základe predložených návrhov. Finálne rozhodnutie o pridelení, resp. zamietnutí je v rukách medzinárodného panelu. Skupina z FÚ SAV vypracovala a predložila oba návrhy experimentov, ktoré boli v plnom rozsahu schválené, realizovala oba experimenty vo Fínsku a viedla medzinárodný kolektív, ktorý analyzoval namerané dáta. V tomto kontexte by som rád uviedol, že nielen nás jadrových fyzikov veľmi teší, že podpora medzinárodnej vedeckej spolupráce sa objavila v programovom vyhlásení vlády,“ konštatuje Martin Venhart.

Časopis Physics Letters B je úzko špecializovaný na jadrovú a subjadrovú fyziku a kozmológiu a uverejňuje dôležité nové poznatky v týchto disciplínach. Z významných výsledkov, ktoré tu boli zverejnené v nedávnej minulosti, možno spomenúť objav Higgsovho bozónu experimentmi ATLAS a CMS v CERN-e. Tento objav, na ktorom majú zásluhu aj vedci z Ústavu experimentálnej fyziky SAV, viedol až k udeleniu Nobelovej ceny teoretickým fyzikom, ktorí existenciu tejto častice predpovedali.

Monika Tináková

Foto: archív MV

Príloha

Z výskumu