Jyväskylän yliopiston kiihdytinlaboratorio on mitannut tarkempaa tietoa “maagisesta” N=50 neutronikuorisulkeumasta
Jyväskylän yliopiston fysiikan laitoksen tutkijat ovat saaneet uutta tietoa fyysikoiden nk. maagisen neutroniluvun 50 kuorisulkeuman vahvuudesta hopean isotooppiketjussa. Uusi tarkempi tieto ytimien ominaisuuksista toimii parempana vertailukohtana teoreettisille ennusteille ja näin varmistavat nykyisten ydinmallien tarkkuuden ja luotettavuuden.
Ydinfyysikoiden mielenkiinto on kohdistunut raskaimman kaksoismaagisen N=Z ytimen, tina-100:n, läheisyyteen siellä esiintyvien moninaisten ydinrakenneilmiöiden vuoksi. Eksoottisten ydinten ominaisuudet, kuten sidosenergiat, ovat tärkeitä arvioitaessa kuoren sulkeutumisen vahvuutta tai yksittäisten hiukkasten energioiden kehitystä, ja ne auttavat tutkijoita selvittämään protonien ja neutronien vuorovaikutusta pitkäikäisissä viritystiloissa.
- Sidosenergiat tarjoavat myös olennaista tietoja astrofysikaalisten prosessien, kuten nopean protonisieppauksen, mallintamiseen. Tarkkaan mitatut ytimien ominaisuudet toimivat vertailukohtana teoreettisille ennusteille ja näin varmistavat ydinmallien tarkkuuden ja luotettavuuden, selventää tutkimusinsinööri, dosentti, Mikael Reponen Jyväskylän yliopiston fysiikan laitokselta.
Uudella tekniikalla yksityiskohtaisempaa tietoa
Jyväskylän yliopiston fysiikan laitoksen tutkijat käyttivät tehokasta kuumaontelokaappari-laserionilähdettä yhdistettynä Penning-loukku-massaspektrometriin, jossa sovellettiin nykyaikaista vaihekuvantamisionisyklotroniresonanssitekniikkaa (PI-ICR). Tämä mahdollisti N=50 neutronikuorisulkeuman tutkimuksen entistä yksityiskohtaisemmin. Uusimpien massanmittaus- ja tuotantotekniikoiden käyttö mahdollisti myös hopean massaluvun 95-97-ytimien perustilojen massojen sekä hopea-96:n pitkäikäisen viritystilan sidosenergian mittaamisen.
- Huolimatta siitä, että näitä isotooppeja havaittiin vähimmillään yksi kappale joka kymmenes minuutti, saavutettiin mittauksissa huomattava tarkkuus, joka mahdollistaa nykyaikaisten ydinteorioiden testaamisen. Nämä uudet tulokset tukevat N=50 kuorisulkeuman vahvuutta hopean isotooppiketjussa, ja haastavat nykyaikaiset ydinteoriat lähellä N = Z-linjaa, kertoo akatemiatutkija Zhuang Ge Jyväskylän yliopistosta.
Teoreetikoiden pitää jäljitellä kokeelliset tulokset
Lisäksi hopea-96:n pitkäikäisen viritystilan viritysenergian toistaminen toimi haasteena ab-initio -ennusteille, mikä koskee erityisesti parittomien ytimien ominaisuuksia lähellä protonien "drip” -linjaa eli pakorajaa. Lisäksi viritystilan viritysenergian tarkka mittaus mahdollistaa sen, että hopea-96:n perustilaa ja viritystilaa voidaan käsitellä erillisinä lajeina astrofysikaalisissa malleissa.
- Tulokset haastavat teoreettisten mallit toistamaan havaitut ominaisuudet. Mittauksemme antavat näin ollen tärkeää tietoa atomin ytimien sisäisten voimien parempaan ymmärtämiseen, sekä mahdollistaen ydinmallien kehittämisen kohti ytimen kattavampaa kuvausta, selventää Ge.
Tarkempia isotooppimittauksia
Tutkimus on esimerkki uusien kiihdytinlaboratorion IGISOL –laitteistolla käytettävien kokeellisten menetelmien mahdollisuuksista. Vaihekuvantavan Penning-loukku-massaspektrometritekniikan yhdistäminen kuumaontelokaappari-laserionilähteen kanssa tarjoaa huomattavan korkean herkkyyden. Tämä mahdollistaa tarkat eksoottisten isotooppien suorat massamittaukset.
- Tähän työhön perustuvat meneillään olevat tutkimukset tulevat lähitulevaisuudessa valaisemaan ydinkartalla tin-100:n alapuolella olevien isotooppien perustilojen ominaisuuksia, erityisesti N=Z linjalla, sanoo Reponen.
Tutkimus on julkaistu arvostetussa Physical review Letters julkaisusarjassa 26.9.2024. Tutkimus on myös suora jatko tutkijoiden edelliselle Nature Communications -lehden julkaisulle.
Lisätietoa:
-
Nature Communications -lehden julkaisu: https://www.nature.com/articles/s41467-021-24888-x
Artikkelin tiedot:
-
High-precision mass measurements of neutron deficient silver isotopes probe the robustness of the 𝑁 = 50 shell closure, Phys. Rev. Lett., Z. Ge et al., 26 September 2024
-
Linkki artikkeliin: https://journals.aps.org/prl/accepted/8707fYa6De71999873191ad3231009a1517e567c7
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Tutkimusinsinööri, dosentti, Mikael Reponen, mikael.h.t.reponen@jyu.fi, +358503009375
Akatemiatutkija Zhuang Ge, zhuang.z.ge@jyu.fi, +358504651174
Elina LeskinenViestinnän asiantuntija
Puh:+358 50 461 7880elina.leskinen@jyu.fiKuvat
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
Tutkimus: Vihreä kulutus painottuu brändeihin ja muotiin – Suomi erottuu vaatimattomilla vihreillä kuluttajilla12.5.2025 07:30:00 EEST | Tiedote
Jyväskylän yliopiston ja LUT-yliopiston tutkimuksen mukaan vihreä kuluttaminen on yleisempää Suomessa kuin Ruotsissa ja Iso-Britanniassa, mutta myös ei-vihreiden kuluttajien määrä on huomattava. Vihreät kuluttajat olivat tyypillisesti paitsi ekologisuutta arvostavia, myös brändi- ja muotitietoisia. Näillä niin sanotuilla premium-vihreillä kuluttajilla oli keskivertoa paremmat tulot ja he olivat nuorempia kuin muut kuluttajat.
Liikunta ja kuidut muokkaavat suolistomikrobiston toimintaa – edistävät maksan ja koko kehon terveyttä12.5.2025 06:30:00 EEST | Tiedote
Yhteiselo ihmisen ja mikrobien välillä näkyy erityisesti suolistossa, jossa bakteerien tuottamat aineenvaihduntatuotteet vaikuttavat koko kehon terveyteen. Väitöstutkimuksessa selvitettiin, miten suolistomikrobisto reagoi liikuntaan ja ravitsemukseen sekä miten nämä muutokset voivat lievittää metabolista rasvamaksatautia. Tutkimus osoitti, että sekä fyysinen aktiivisuus että prebioottikuitujen lisääminen ruokavalioon muokkaavat mikrobiston aineenvaihduntaa, mikä voi parantaa metabolista terveyttä.
Väitöstutkimuksen mukaan ryhmälauluopetus edistää nuorten hyvinvointia kehollisuuden ja hengitystietoisuuden kautta9.5.2025 09:48:03 EEST | Tiedote
Ryhmälauluopetus voi vahvistaa nuorten itsetuntoa, lievittää stressiä ja vähentää sosiaalista ahdistusta, todetaan FM, MuM Mari Koistisen musiikkikasvatuksen väitöstutkimuksessa.
Viisaus ei ole pelkkää tietämistä8.5.2025 13:00:00 EEST | Tiedote
Uusi tutkimus haastaa arkikäsitykset viisaudesta. Toisin kuin usein ajatellaan, pelkkä tieto ei tee ihmistä viisaaksi.
Pyöräillen vai vanhempien kyydillä kouluun? Vanhempien liikunnallisuus ja lyhyet matkat edistävät aktiivista kulkemista8.5.2025 06:30:00 EEST | Tiedote
Koulumatkojen kulkeminen aktiivisesti, esimerkiksi pyöräillen tai kävellen, on vähentynyt merkittävästi, osoittaa Jyväskylän yliopiston liikuntatieteellisen tiedekunnan pitkittäistutkimus. Tutkimuksessa verrattiin 1980-luvulla koulua käyneiden koulumatkaliikkumista heidän lastensa koulumatkaliikkumiseen 2010-luvun lopulla. Vanhempien rooli on tärkeä, sillä heidän liikunnallisuutensa vaikuttaa myönteisesti lasten aktiiviseen koulumatkaliikkumiseen.
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