Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Một nhà máy N = 126 sắp tới sẽ điều tra một trong những câu hỏi lớn trong vật lý và hóa học: Làm thế nào các nguyên tố nặng từ sắt đến uranium được tạo ra?
Một trong những câu hỏi lớn trong vật lý và hóa học là các nguyên tố nặng từ sắt đến uranium được tạo ra như thế nào? Hệ thống máy gia tốc Linonne Argem Tandac (ATLAS) tại Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne thuộc Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE) đang được nâng cấp với các khả năng mới để giúp tìm câu trả lời cho câu hỏi đó và nhiều vấn đề khác.
Trong số năm cơ sở người dùng của Văn phòng Khoa học DOE tại Argonne, ATLAS là cơ sở tồn tại lâu nhất. “Được khánh thành vào năm 1978, ATLAS luôn thay đổi và phát triển những tiến bộ công nghệ mới và đáp ứng các cơ hội nghiên cứu mới nổi”, giám đốc ATLAS Guy Savard nói. Nó hiện đang được trang bị với một “nhà máy N = 126”, dự kiến sẽ lên mạng vào cuối năm nay. Khả năng mới này sẽ sớm tạo ra các chùm hạt nhân nguyên tử nặng bao gồm 126 neutron. Điều này được thực hiện một phần bằng cách bổ sung một bộ làm mát làm mát chùm tia và chuyển đổi nó từ liên tục thành bó.
Trong nhiều thập kỷ, ATLAS là cơ sở hàng đầu của Hoa Kỳ về nghiên cứu cấu trúc hạt nhân và là cơ sở hàng đầu thế giới trong việc cung cấp các chùm ổn định cho nghiên cứu cấu trúc hạt nhân và vật lý thiên văn. ATLAS có thể tăng tốc các chùm tia qua các nguyên tố từ hydro đến urani đến năng lượng cao sau đó nó đập chúng vào mục tiêu để nghiên cứu các cấu trúc hạt nhân khác nhau.
Kể từ khi thành lập, ATLAS đã tập hợp các nhà khoa học và kỹ sư hàng đầu thế giới để giải quyết một số vấn đề khoa học phức tạp nhất trong vật lý hạt nhân và vật lý thiên văn. Cụ thể, nó đã là công cụ xác định tính chất của hạt nhân nguyên tử, cốt lõi của vật chất và nhiên liệu của các ngôi sao.
Nhà máy sắp tới N = 126 sẽ tạo ra các chùm hạt nhân nguyên tử với “số ma thuật” neutron, 126. Như Savard giải thích, “Vật lý có bảy số ma thuật: 2, 8, 20, 28, 50, 82 và 126. Nguyên tử các hạt nhân có số nơtron hoặc proton này đặc biệt ổn định. Sự ổn định này làm cho chúng lý tưởng cho mục đích nghiên cứu nói chung. “
Các nhà khoa học tại ATLAS sẽ tạo ra hạt nhân N = 126 để kiểm tra lý thuyết vật lý thiên văn trị vì – việc bắt giữ neutron nhanh chóng trong vụ nổ và sụp đổ của các ngôi sao lớn và sự va chạm của các sao neutron chịu trách nhiệm hình thành khoảng một nửa các nguyên tố nặng từ sắt qua urani.
Nhà máy N = 126 sẽ gia tốc một chùm tia gồm đồng vị xenon với 82 neutron thành mục tiêu gồm một đồng vị bạch kim với 120 neutron. Các va chạm kết quả sẽ chuyển neutron từ chùm xenon vào mục tiêu bạch kim, thu được các đồng vị với 126 neutron và gần với lượng đó. Các đồng vị giàu neutron rất nặng được chuyển đến các trạm thí nghiệm để nghiên cứu.
Các nghiên cứu theo kế hoạch tại ATLAS sẽ cung cấp dữ liệu đầu tiên về các đồng vị giàu neutron với khoảng 126 neutron và sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc tìm hiểu sự hình thành các nguyên tố nặng, giai đoạn cuối trong quá trình tiến hóa của các ngôi sao. Những nghiên cứu này và các nghiên cứu khác sẽ giữ ATLAS ở biên giới của khoa học.
Các kiến trúc sư của “nhà máy N = 126” bao gồm Savard cũng như Maxime Brodeur (Đại học Notre Dame), Adrian Valverde (cuộc hẹn chung với Đại học Manitoba), Jason Clark (cuộc hẹn chung với Đại học Manitoba), Daniel Lreb ( Đại học Tây Bắc) và Russell Knaack (khoa Vật lý của Argonne).
Các tác giả gần đây đã xuất bản hai bài báo về chủ đề này trong các công cụ và phương pháp hạt nhân trong nghiên cứu vật lý B , “Nhà máy N = 126: Cơ sở mới để sản xuất các đồng vị giàu neutron rất nặng” và “Máy làm mát cho nhà máy N = 126 tại Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne. ” Họ đã nhận được tài trợ từ Văn phòng Vật lý Hạt nhân của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ và Quỹ Khoa học Quốc gia.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Phòng thí nghiệm quốc gia DOE / Argonne . Bản gốc được viết bởi Joseph E. Harmon. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :