48Nikkel - a "kétszeresen mágikus atommag"

Fizikusok egy olyan atommagot állítottak elő, amelynek segítségével a radioaktív bomlás egy eddig csak feltételezett, de nem ismert fajtája lesz vizsgálható.

A legegyszerűbb szerkezetű hidrogénatomon kívül az összes atom pozitív töltésű protonokból és semleges neutronokból álló atommaggal rendelkezik, amely körül elektronfelhő helyezkedik el. A protonokat és a neutronokat az ún. magerő tartja össze, melyet erős kölcsönhatásnak is neveznek. A protonok azonban - lévén, hogy mindegyiküknek pozitív a töltése - taszítják egymást. Tehát ha túl sok proton lenne a neutronokhoz képest, akkor a taszítás elektromos ereje dominálna, és az atommag széthasadna. Ezért van a természetben található szinte összes atommagnak több neutronja, mint protonja.



Egy másik fontos tulajdonsága az atommagnak az, hogy a benne lévő protonok és neutronok stabilizálják a magot azáltal, hogy különböző energiaszintű héjakba rendeződnek, akárcsak az elektronok. Az ilyen zárt energiahéjú magok különösen stabilak. Az olyan magokat pedig, amelyekben a protonhéj és a neutronhéj is záródik, "kétszeresen mágikus atommagoknak" nevezik. Ma kb. tíz ilyen tulajdonságú atommagot ismernek a tudósok - pl. a 4He, a 16O, a 40Ca és a 208Pb - de most már ide tartozik az újonnan előállított 48Ni is. Ennek atommagjában 28 proton és 20 neutron helyezkedik el, így a sor többi tagjához képest ennél a legnagyobb a protonok és neutronok számának különbsége. A kétszeresen mágikus atommagoknak stabilnak kellene lenniük, de a 48Ni esetében ez nem áll fenn, hiszen a protonok száma jelentősen felülmúlja a neutronokét. (Az alapállapotú nikkelnek 28 protonból és 30 neutronból felépülő atommagja van.)

Az atomot a francia Grand Accélérateur National d'Ions Lourds fizikusai állították elő Caenban úgy, hogy ütköztettek egy alapállapotú nikkelmagból álló nyalábot ugyanilyen nikkelatomokkal. Az ütközés hatására két darab 48-as tömegszámú nikkelmag és milliónyi atommaradvány-részecske keletkezett. A Physical Review Letters című tudományos lapban megjelent cikk szerint az új izotóp segítségével tanulmányozható lesz a radioaktív bomlás egy olyan fajtája, melyet még eddig nem figyelhettek meg, bár tudták róla, hogy létezik.

Ugyan a két 48Ni atom csak igen rövid ideig volt jelen, de ez mégis elegendő volt arra, hogy a tudósok kísérletezhessenek velük, és részletesen elemezhessék tulajdonságaikat.

Vas Ottó