Titanyum-48’in Şifresi Çözüldü: Yüzyıllık Nükleer Bilmecenin Çözülmesi
Osaka Metropolitan Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, titanyum-48’in nükleer yapısının çekirdeğin merkezinden uzaklığa göre değiştiğini, kabuk ve α-küme yapıları arasında kaydığını keşfetti. Bu bulgu, nükleer yapılandırma hakkındaki geleneksel görüşlere meydan okuyor ve nükleer fizikte yaklaşık bir asırdır bir bulmaca olan ağır çekirdeklerdeki α-bozunma süreçlerine dair içgörüler sağlayabilir.
Titanyum-48’in çekirdeğindeki yapısal değişiklikleri ortaya çıkaran yeni araştırmalarla 100 yıllık bir fizik gizemi çözülmeye yakın olabilir.
Etrafımızdaki dünya çıplak gözle görülemeyen parçacıklardan oluşuyor, ancak fizikçiler bu gizemli aleme dair içgörüler edinmeye devam ediyor. Osaka Metropolitan Üniversitesi (OMU) bilim insanlarının Physical Review C dergisinde yayımlanan bulguları, bir atomun nükleer yapısının proton ve nötronların çekirdeğin merkezinden uzaklığına bağlı olarak muhtemelen değiştiğini gösteriyor.
OMÜ lisansüstü öğrencisi Maito Okada, Fen Bilimleri Enstitüsü’nden Doçent Wataru Horiuchi ve Profesör Naoyuki Itagaki, 22 proton ve 26 nötrona sahip titanyumun en yaygın izotopu olan titanyum-48’in kabuk modeli yapısına mı yoksa α-küme (alfa kümesi) yapısına mı sahip olduğunu belirlemek için teorik modeller kullanılarak yapılan hesaplamaları mevcut deneysel verilerle karşılaştırdı.
Alfa Kümeleri ve Nükleer Asimetri
Kabuk modelleri simetrikken, α-küme yapılarının çekirdeğin dış bölgesinde bir alfa parçacığına sahip olduğu ve asimetrik bir yapılandırma oluşturduğu düşünülmektedir. Bir α-parçacığı, 2 proton ve 2 nötron içeren helyumla aynıdır. Alfa bozunmasında, bu parçacık yayılır; örneğin, böyle bir bozunma meydana gelirse titanyum-48 kalsiyum-44’e dönüşür.
OMU ekibi, yüksek enerjili hızlandırılmış protonların ve α parçacıklarının titanyum-48 üzerindeki çarpışma etkisini hesapladı. Bu, protonların bir çekirdek üzerindeki etkisinin hedef çekirdeğin yüzeyine yakın yapıyı yansıttığı, α parçacıklarının bir çekirdek üzerindeki çarpışmasının ise dış bölgelerin yapısını yansıttığı bir nükleer reaksiyon teorisine dayanıyordu.
Geleneksel Nükleer Teoriye Meydan Okumak
Sonuçlar, titanyum-48’in çekirdek merkezine olan uzaklığa bağlı olarak kabuk modeli yapısından α-küme yapısına dönüştüğünü göstermektedir.
Profesör Horiuchi, nükleer bozunma üzerine Gamow teorisine atıfta bulunarak, “Bu sonuçlar nükleer yapı hakkındaki geleneksel anlayışı altüst ediyor ve yaklaşık 100 yıldır çözülemeyen ağır çekirdeklerde meydana gelen α-bozunma sürecine dair ipuçları sağlaması bekleniyor,” diye coşkuyla söyledi. “Gelecekte, bu araştırmayla elde edilen sonuçları daha ağır çekirdeklerle ilgili sorunları çözme zorluğunu üstlenmek için genişletmek istiyoruz.”
