Международная группа исследователей из GSI/FAIR, Университета имени Иоганна Гутенберга в Майнце и Института Гельмгольца в Майнце сделала важный шаг в изучении «острова стабильности» сверхтяжелых элементов. Ученые обнаружили резерфордий-252 — самое короткоживущее сверхтяжелое ядро из известных на сегодняшний день. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters и удостоены статуса «Предложение редактора».
Сверхтяжелые элементы, такие как резерфордий, существуют лишь доли секунды из-за нестабильности, вызванной отталкиванием протонов в ядре. Однако теоретические работы, начиная с 1960-х годов, предсказывали существование «острова стабильности» — области, где определенные комбинации протонов и нейтронов могут значительно увеличить время жизни ядер.
Исследователи использовали ускоритель UNILAC в GSI/FAIR для создания ядер резерфордия-252 путем слияния ядер титана-50 и свинца. Продукты реакции были разделены с помощью аппарата TASCA и зарегистрированы кремниевым детектором. В результате было обнаружено 27 атомов Rf-252, которые распадались путем деления с периодом полураспада 13 микросекунд.
Особый интерес представляло обнаружение изомерного состояния Rf-252m, которое существовало дольше основного состояния. Это явление, известное как «инвертированная стабильность деления», позволило ученым измерить период полураспада основного состояния Rf-252, составивший всего 60 наносекунд.
«Этот результат устанавливает новый стандарт для изучения сверхтяжелых ядер и открывает путь к дальнейшему исследованию границ стабильности», — отметил профессор Кристоф Э. Дюльманн, руководитель исследовательской группы.
Открытие резерфордия-252 не только уточняет карту «острова стабильности», но и демонстрирует возможности современных технологий для изучения экстремально короткоживущих ядер. В будущем ученые планируют исследовать изомерные состояния в более тяжелых элементах, таких как сиборгий, а также использовать новые методы для синтеза и анализа сверхтяжелых ядер.
