Jyväskylän yliopisto

Uusi kurpitsan muotoinen ydin säteilee protoneita ennätystahdilla

Jaa
Jyväskylän yliopiston kiihdytinlaboratoriossa on havaittu ennalta tuntematon atomiydin 149-Lutetium, jonka hajoamisominaisuudet ovat poikkeukselliset: sillä on suurin mitattu hajoamisenergia ja se on puoliintumisajaltaan kaikkein lyhytikäisin havaittu perustilan protoniemitteri. Protoniemissio on harvinainen atomiytimen hajoamistapa, jossa ytimestä poistuu yksi protoni.
Taiteilijan näkemys 149Lu-ytimen hajoamisesta 148Yb-ytimeksi ja protoniksi. (Kuva: Jyväskylän yliopisto.)
Taiteilijan näkemys 149Lu-ytimen hajoamisesta 148Yb-ytimeksi ja protoniksi. (Kuva: Jyväskylän yliopisto.)

Jyväskylän yliopiston kiihdytinlaboratoriossa suoritetussa kokeessa on havaittu ennalta tuntematon atomiydin 149-Lutetium, joka koostuu 71 protonista ja 78 neutronista. Lutetium on harvinaisiin maametalleihin kuuluva alkuaine.

Uusi isotooppi havaittiin 58Ni-suihkuydinten ja 96Ru-kohtioydinten fuusiotuotteiden joukosta MARA-separaattorin ilmaisinlaitteistossa. 149Lu-ydinten havaittiin hajoavan protoniemission kautta 148Yb-ytimiksi. Protoniemissio on harvinainen atomiytimen hajoamistapa, jossa ytimestä poistuu yksi protoni. 149-Lutetiumin hajoamisominaisuuksien havaittiin olevan poikkeuksellisia: sillä on suurin mitattu hajoamisenergia ja se on puoliintumisajaltaan kaikkein lyhytikäisin perustilan protoniemitteri, jonka hajoaminen on kyetty suoraan havaitsemaan. 

Nopean hajoamisen mittaamisen teki mahdolliseksi moderni digitaalinen signaalinkäsittelytekniikka, jolla voidaan nauhoittaa ”jälkiä”. Oheisessa kuvassa on esitetty kaksi esimerkkijälkeä 149Lu-hajoamisesta. Vertaamalla mittaustuloksia teoreettisiin laskuihin tutkijat kykenivät päättelemään, että 149Lu-ydin ei ole pallomainen vaan vahvasti ”kurpitsan muotoinen” eli oblaatti. 

Tämä on ensimmäinen kerta, kun protonihajoamisen malleja kyetään testaamaan näin vahvasti oblaattideformoituneilla ytimillä. Nämä havainnot auttavat kehittämään sekä atomimassamalleja että protoniemission teoreettista mallintamista, joita kumpaakin tarvitaan esimerkiksi alkuaineiden alkuperän ymmärtämiseen. Tutkimustulokset on julkaistu Editors’ Suggestion merkinnällä Physical Review Letters -lehdessä.

Julkaisu: Phys. Rev. Lett. 128, 112501 (2022) https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.128.112501

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Kalle Auranen, PhD, Docent
Tutkijatohtori (Suomen Akatemia)
Ydinspektroskopiaryhmä, Fysiikan laitos, Jyväskylän yliopisto
kalle.e.k.auranen@jyu.fi

Kuvat

Taiteilijan näkemys 149Lu-ytimen hajoamisesta 148Yb-ytimeksi ja protoniksi. (Kuva: Jyväskylän yliopisto.)
Taiteilijan näkemys 149Lu-ytimen hajoamisesta 148Yb-ytimeksi ja protoniksi. (Kuva: Jyväskylän yliopisto.)
Lataa
Kaksi esimerkkiä nauhoitetuista jäljistä, joihin on tallentunut 149Lu-hajoaminen.  (Kuva: Jyväskylän yliopisto.)
Kaksi esimerkkiä nauhoitetuista jäljistä, joihin on tallentunut 149Lu-hajoaminen. (Kuva: Jyväskylän yliopisto.)
Lataa

Tietoja julkaisijasta

Jyväskylän yliopisto
Jyväskylän yliopisto
PL 35
40014 Jyväskylä

http://www.jyu.fi

Jyväskylän keskustassa sijaitsevan yliopiston kauniilla puistokampuksella sykkii monitieteinen ja moderni tiedeyliopisto – ihmisläheinen ja dynaaminen yhteisö, jonka 2500 asiantuntijaa ja 15 000 opiskelijaa etsivät ja löytävät vastauksia huomisen kysymyksiin. Jyväskylän yliopisto on ollut tulevaisuuden palveluksessa jo vuodesta 1863, jolloin suomenkielinen opettajankoulutus sai alkunsa täältä. Voimanlähteenämme on moniarvoinen vuoropuhelu tutkimuksen, koulutuksen ja yhteiskunnan välillä. Vaalimme tutkimuksen ja koulutuksen tasapainoa sekä ajattelun avoimuutta – sytytämme taidon, tiedon ja intohimon elää viisaasti ihmiskunnan parhaaksi. www.jyu.fi

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Jyväskylän yliopisto

Suomen Akatemialta yli kolmen miljoonan euron rahoitus Jyväskylän yliopiston tutkijoille luonnontieteiden tutkimukseen17.6.2025 07:00:00 EEST | Tiedote

Suomen Akatemian luonnontieteiden ja tekniikan tutkimuksen toimikunta (LT) on myöntänyt rahoitusta yhdelle akatemiatutkijalle ja neljälle akatemiahankkeelle, yhteensä yli 3,1 miljoonaa euroa. Uuden akatemiatutkijan tutkimus keskittyy lumipeitteen vähenemiseen ja kuinka se vaikuttaa paikallisilmastoihin, biodiversiteettiin ja ekosysteemien toimintaan.

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme
World GlobeA line styled icon from Orion Icon Library.HiddenA line styled icon from Orion Icon Library.Eye