.Electron scattering experiment results in new method to produce an extremely heavy hydrogen isotope
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Starship version space science
.Electron scattering experiment results in new method to produce an extremely heavy hydrogen isotope
전자 산란 실험을 통해 매우 무거운 수소 동위 원소를 생산하는 새로운 방법이 개발되었습니다
마인츠 대학교 A1 실험 홀에 설치된 3개의 고해상도 분광기. 6H 를 감지하는 데 사용됨 . 출처: Ryoko Kino, Josef Pochodzalla 연구팀은 전자 산란 실험을 통해 중성자가 가장 풍부한 동위 원소 중 하나인 수소-6을 처음으로 성공적으로 생산했습니다. 마인츠 마이크로트론(MAMI) 입자 가속기 분광기 시설에서 진행된 이 실험은 요하네스 구텐베르크 마인츠 대학교(JGU) 핵물리학 연구소의 A1 연구팀과 중국 및 일본 과학자들의 공동 연구로 이루어졌습니다. 이 연구팀은 가볍고 중성자가 풍부한 핵을 연구하는 새로운 방법을 제시하며, 다중 핵자 상호작용에 대한 우리의 기존 이해에 의문을 제기합니다.
"이 측정은 MAMI 전자빔 의 탁월한 품질 과 A1 협력단의 고해상도 분광기 세 대의 독특한 조합 덕분에 가능했습니다."라고 일본 국립 핵물리학 연구소(JGU)의 요제프 포코찰라 교수는 강조했습니다. 중국 상하이 푸단대학교, 일본 도호쿠대학교 센다이 캠퍼스, 도쿄대학교 연구진이 이 실험에 참여했습니다. 이 실험은 박사과정 학생인 Tianhao Shao가 주도하였고 Physical Review Letters 에 게재 되었습니다 . 극도로 중성자가 풍부한 시스템에서 핵 구조의 한계 핵물리학에서 가장 근본적인 질문 중 하나는 주어진 수의 양성자와 원자핵에 얼마나 많은 중성자가 결합할 수 있는가 하는 것입니다 .
양성자가 하나만 있는 기본 동위원소인 수소의 경우, 잘 알려진 중수소와 트리톤 외에도 ⁴H에서 ⁷H까지 중성자가 매우 풍부한 여러 동위원소가 관찰되었습니다. 양성자 1개와 중성자 5개로 구성된 매우 무거운 수소 동위원소 ⁶H와 중성자 1개가 더 많은 ⁷H는 지금까지 알려진 중성자 대 양성자 비율이 가장 높습니다. 이들은 이 문제를 해결하는 독특한 시스템입니다. 그러나 이러한 특이한 핵에 대한 실험 데이터는 부족하며, 그 결과는 여전히 논란의 여지가 있습니다. 특히 ⁶H의 바닥 상태 에너지가 낮은지 높은지에 대한 오랜 논쟁이 있습니다.
A1 협업 실험에서 수소-6을 생성하는 새로운 방법 A1 공동연구팀은 중국과 일본 과학자들과 함께 ⁶H를 생성하는 새로운 접근법을 개발했습니다. 이 방법에서는 855메가전자볼트(MeV)의 에너지를 가진 전자빔이 ⁷Li 표적에 충돌하여 두 단계 과정을 거쳐 ⁶H를 생성합니다. 첫째, 리튬 핵의 양성자가 전자와의 상호작용에 의해 공명 여기되어 중성자와 양전하를 띤 파이온으로 빠르게 붕괴됩니다. 이 중성자가 이후 핵 내의 다른 양성자에게 에너지를 전달하면, 잔류 핵과 함께 중성자가 풍부한 수소 동위 원소 ⁶H를 형성할 수 있으며, 파이온과 양성자는 핵을 떠나 3개의 자기 분광기를 사용하여 산란된 전자와 함께 동시에 검출될 수 있습니다. 이 희귀한 공정에 충분한 생산 속도를 달성하기 위해, 길이 45mm, 두께 0.75mm의 리튬 판을 전자빔으로 45mm 길이의 측면을 따라 통과시켰습니다.
전자 산란 실험에서는 일반적으로 빔 축을 따라 매우 얇은 표적을 사용하고, 빔은 전파 방향에 수직인 넓은 표면에 충돌하기 때문에 이는 매우 이례적인 일입니다. 이 특별한 설정은 MAMI의 탁월한 빔 품질, 특히 매우 집중되고 안정적인 전자 빔 덕분에 가능했습니다. 또 다른 어려움은 리튬 자체를 다루는 것이었는데, 리튬은 화학적 반응성이 높고 기계적으로 취약하며 온도에 민감하기 때문입니다. Phys.org를 통해 매일 통찰력을 얻는 10만 명 이상의 구독자 와 함께 과학, 기술, 그리고 우주 분야의 최신 소식을 알아보세요 . 무료 뉴스레터 에 가입하시면 중요한 획기적 발견, 혁신, 그리고 연구 관련 최신 소식을 매일 또는 매주 받아보실 수 있습니다 . 이메일 4주간의 측정 캠페인 동안, 예상대로 하루에 약 한 건의 사건이 관찰되었습니다.
이는 MAMI에서 A1 실험실에 있는 세 대의 고해상도 분광기가 모두 동시 발생 모드로 동시에 작동하여 세 개의 입자를 동시에 검출한 드문 실험 중 하나였습니다. 이 복잡한 설정 덕분에 이전에는 달성할 수 없었던 수준의 정밀도를 확보하는 동시에 매우 낮은 배경값을 유지할 수 있었습니다. 새로운 측정 결과는 매우 낮은 바닥상태 에너지를 가진 ⁶H의 명확한 신호를 제공했는데, 이는 최근 이론적 계산에서 예상했던 것보다 ⁶H 내 중성자 간의 상호작용이 더 강함을 시사합니다. 따라서 이 결과는 중성자가 매우 풍부한 시스템에서의 다핵자 상호작용에 대한 우리의 이해에 새로운 도전을 제시합니다.
추가 정보: Tianhao Shao 외, MAMI-A1 전자 산란 실험에서 6H 기저 상태 에너지 측정, Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.162501 . arXiv : DOI: 10.48550/arxiv.2501.01232 저널 정보: Physical Review Letters , arXiv 마인츠 대학교 제공
https://phys.org/news/2025-04-electron-results-method-extremely-heavy.html
메모 2505011251_소스1.분석중【】
_[2-1】 ⁷H보다 큰 동위원소는 존재할까? 나의 추측에 의하면, oser가 존재하는한, 무제한 존재한다. ⁷⁰⁰⁰⁰⁰H.*oss 동위원소가 다중우주 안에 있을거다. 어허.
중성자는 \\/.ddu.bar를 가진다. 양성자는 //\.uud.bar를 가진다.
\\/.ddu.bar.neutron
//\.uud.bar.proton
*sample msoss
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzz
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
_[2-2,2-3】
a.리튬 핵의 양성자가 전자와의 상호작용에 의해 공명 여기되어 중성자와 양전하를 띤 파이온으로 빠르게 붕괴된다.
_[2-2】a.제1궤도 n1.orbit 안에 리듐핵 양성자는 전자와 상호작용한다. 이들이 원자핵 qcell내에 주파수 공명에 의해 주변에 n2 궤도로 여기 되어 중성자 ddu/3=0 의 전하와 양전하 +epion으로 붕괴된다.
_[2-3】b. 2n궤도에 생긴 중성자가 n1에 있는 다른 양성자에게 에너지를 전달하면 잔류 핵과 함께 중성자가 풍부한 수소 동위 원소 ⁶H를 형성할 수 있다. 그리고 파이온과 양성자는 핵을 떠나 3개의 자기 분광기를 사용하여 산란된 전자와 함께 동시에 검출될 수 있다.
어허. 묘하게 돌아가고 이해되네! 으음.
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