Ученым известны короткоживущие молекулы, существование которых измеряется долями наносекунды. Среди них есть как очень тяжелые элементы, такие как плутоний, так и относительно легкие вещества, такие как технеций.
Радиоактивные ядра таких молекул интересны ученым не только из-за того, что их можно использовать на практике. Физики считают, что по ним можно изучать внутреннюю структуру оболочек атомов и проверять различные принципы Стандартной модели — теории, которая описывает большую часть взаимодействий всех известных сейчас науке элементарных частиц.
«Раньше у нас не было никаких данных о том, как устроены энергетические уровни в подобных молекулах. По сути, нам нужно было найти иголку в огромной темной комнате длиной и шириной в сотни метров. Теперь мы нашли эту иголку, благодаря чему можем узнать о ее свойствах и «поиграть» с ней».
Один из авторов исследования, доцент Массачусетского технологического института Рональд Гарсия-Руис.
Гарсия-Руиз и его коллеги научились создавать большие количества нестабильных радиоактивных молекул и измерять их свойства. Эти опыты ученые проводили на ускорительной установке ISOLDE, которую создали в 1964 году в CERN для того, чтобы создавать различные радиоактивные изотопы и не существующие в природе элементы, а также изучать их свойства.
Во время исследования ученые сталкивали разные изотопы радия, начиная с радия-223 и заканчивая радием-228, с тетрафторметаном – соединением углерода и четырех атомов фтора. В результате образовывались ионизированные молекулы фторида радия (RaF), которые сразу же нейтрализовались парами натрия.
Через облако фторида радия ученые пропускали пучок лазерных лучей, который одновременно охлаждал эти молекулы, повторно ионизировал их и позволял исследователям изучать то, как устроены их электронные оболочки, меняя длину волн лазеров. Это позволило детально изучить их свойства и понять, как устроены их электронные обложки.
Читайте также:
— Российские ученые разработали новый анализ для обнаружения коронавируса
— Мозг и роботы: как врач из Ангарска вывел нейрореабилитацию на новый уровень