Новости химической науки > Высокая устойчивость никеля-78 подтверждена

С помощью наиболее мощного сверхкомпьютера в США – «Титана», исследователи продемонстрировали, что нуклид ⁷⁸Ni представляет собой дважды магическое ядро, то есть исключительно устойчивое ядро. Результаты исследования могут увеличить наше понимание об устойчивости материи.

Рисунок из Phys. Rev. Lett., 2016, 117, 172501

У атомных ядер имеются индивидуальные оболочки с различными энергетическими уровнями. Так называемые магические числа (2, 8, 20, 28, 50, 82 и 126) соответствуют полностью заполненным оболочкам, обычно обуславливающим высокую устойчивость соответствующих нуклидов. Если и число протонов, и число нейтронов в ядре соответствуют магическим числам, такие ядра относят к дважды магическим. Дважды магические ядра, как правило, гораздо прочнее своих соседей по Периодической системе.

Нуклид никель-58 представляет собой самый распространенный из изотопов никеля, его ядро образовано 28 протонами и 30 нейтронами. Считается, что никель-78 с пятьюдесятью нейтронами должен проявлять особую устойчивость и играть ключевую роль в нуклеосинтезе элементов, более тяжелых, чем железо, в сверхновых звездах. Тем не менее, на Земле, в лабораторных условиях этот нуклид еще никому не удавалось получить. Чтобы найти ответ на вопрос – существует ли вообще хотя бы принципиальная возможность получения этого нуклида – исследователи из Национальной лаборатории Оак Ридж (Теннесси, США) использовали компьютерный комплекс «Титан» Задача стояла в подтверждении или опровержении того, действительно ли ядро ⁷⁸Ni дважды магическое и исключительно стабильно. Расчеты энергий всех возможных конфигураций ядра заняли огромное количество машинного времени.

Исследователи утверждают, что они провели первые реалистичные расчеты внутренней структуры ядра ⁷⁸Ni и получили убедительные доказательства того, что это ядро является дважды магическим. Более того – было обнаружено, что исключительная стабильность ⁷⁸Ni позволяет ему принимать еще два нейтрона и не разрушаться. В перспективе исследователи планируют рассчитать параметры еще одного пока недоступного экспериментально дважды магического ядра – нуклида ¹⁰⁰Sn.

Источник: Phys. Rev. Lett., 2016, 117, 172501 (DOI: 10.1103/PhysRevLett.117.172501)

метки статьи: #квантовая химия, #радиохимия и химия высоких энергий, #строение атомного ядра