Фрагменты расщепляющихся ядер атомов начинают вращаться после разрыва

Международная группа исследователей доказала, что фрагменты расщепляющихся атомных ядер начинают вращаться после того, как происходит расщепление во время ядерного деления. В своей статье, опубликованной в журнале Nature, группа описывает свои эксперименты, которые в один прекрасный день могут полностью объяснить, почему такие фрагменты начинают вращаться.

Предыдущие исследования показали, что атомные ядра со многими протонами и нейтронами нестабильны. Таким образом, они склонны к расщеплению, которое известно как ядерное деление.

Предыдущие исследования также показали, что после расщепления фрагменты атомных ядер начинают вращаться, когда они выбрасываются из атомных ядер. Почему они начинают вращаться, остается загадкой с тех пор, как более 80 лет назад было открыто ядерное деление.

Работая над тем, чтобы понять, почему фрагменты начинают вращаться, физики узнали больше о процессе расщепления в целом. Они обнаружили, например, что непосредственно перед расщеплением ядро удлиняется и образует так называемую шейку — шейка удлиняется еще больше, а затем в конце концов разрывается, процесс, известный как расщепление, — и именно тогда происходит расщепление.

Как только было обнаружено расщепление, физики начали теоретизировать о том, почему образуется шейка и приводит к расщеплению ядра. Кроме того, они начали задаваться вопросом, началось ли вращение фрагментов до или после того, как произошло расщепление. В новой работе ученые провели эксперименты, показавшие, что вращение начинается после расщепления.

Работа включала изучение фрагментов, образовавшихся в результате деления нескольких типов нестабильных элементов, таких как уран-238 и торий-232.

В рамках своего исследования они сосредоточились на гамма-лучах, выделяющихся после деления. Они отметили, что эти лучи передают информацию о вращении изучаемых ими фрагментов. Далее они ожидали, что если спин, возникший в результате деления, возник до деления, то все фрагменты в данной области почти наверняка будут иметь одинаковый спин, но противоположный друг другу.

Но они обнаружили, что это не так. Вместо этого их вращения были полностью независимы друг от друга. Это открытие убедительно свидетельствует о том, что вращение начинается после расщепления.

Исследователи также теоретизируют, что по мере того, как ядро становится длиннее и расщепляется, его остатки могут напоминать слезу. Они предполагают, что такие фрагменты, вероятно, будут двигаться таким образом, чтобы уменьшить свою форму поверхности (как это делают пузырьки) и при этом высвободить энергию, которая заставит их начать вращаться.