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विकृत नाभिक दोगुने जादुई होते हैं। वैज्ञानिकों ने जिरकोनियम-80 . के लापता द्रव्यमान का पता लगाया है

के वैज्ञानिक राष्ट्रीय सुपरकंडक्टिंग साइक्लोट्रॉन प्रयोगशाला (एनएससीएल) और मिशिगन स्टेट यूनिवर्सिटी में दुर्लभ आइसोटोप बीम्स (एफआरआईबी) की सुविधा ने जिरकोनियम -80 के लापता द्रव्यमान के रहस्य को सुलझाया है, एक रहस्य जो उन्होंने अपने आप में पाया है। NSCL में किए गए प्रयोगों से पता चला है कि का मूल ज़िरकोनियम -8040 प्रोटॉन और 40 न्यूट्रॉन युक्त होना चाहिए की तुलना में बहुत हल्का है। FRIB के सिद्धांतकारों ने अब गणना की है जो इस सवाल का जवाब देती है कि लापता द्रव्यमान का क्या होता है।

नेचर फिजिक्स में प्रकाशित पेपर के प्रमुख लेखक एलेक हैमेकर कहते हैं, सिद्धांतकारों और प्रायोगिक भौतिकविदों के बीच संबंध एक समन्वित नृत्य की तरह है। कभी-कभी यह सिद्धांतवादी होते हैं जो प्रायोगिक खोज से पहले रास्ता दिखाते हैं और कुछ दिखाते हैं, और कभी-कभी यह प्रयोगकर्ता कुछ ऐसा खोजते हैं जो सिद्धांतकारों को उम्मीद नहीं थी, रयान रिंगल कहते हैं।

 छवि स्रोत: विकिपीडिया / उन

नवीनतम विकास सिर्फ एक स्वाद है जो दुनिया भर के वैज्ञानिक उम्मीद कर सकते हैं। पहले से ही अब एनएससीएल की पेशकश करता है, जो दुर्लभ के साथ अनुसंधान के लिए संयुक्त राज्य अमेरिका में अग्रणी स्थान है आइसोटोप, वैज्ञानिकों के लिए अपार अवसर। लेकिन FRIB, जो अगले साल खुलने वाला है, बिल्कुल अनोखा होगा। दुनिया भर के वैज्ञानिक ऐसे आइसोटोप बनाने में सक्षम होंगे जो कहीं और उपलब्ध नहीं हैं। FRIB जैसी सुविधाएं न केवल ब्रह्मांड के बारे में हमारे ज्ञान का विस्तार करती हैं, बल्कि हमें कैंसर के उपचार में सुधार करने में भी सक्षम बनाती हैं, उदाहरण के लिए। रिंगले बताते हैं कि FRIB पहले दुर्गम अनुसंधान को सक्षम करेगा और यह सुविधा आने वाले कई दशकों तक नई खोज प्रदान करेगी।

लेकिन चलिए अपने 80Zr पर वापस आते हैं। इसे एनएससीएल में बनाया गया था, और सुविधा की क्षमताओं ने वैज्ञानिकों को अभूतपूर्व सटीकता के साथ इसके द्रव्यमान को मापने की अनुमति दी। इस तत्व का द्रव्यमान पहले मापा गया था, लेकिन उतना सटीक रूप से कभी नहीं। और इन सटीक मापों से बहुत सी दिलचस्प बातें सामने आईं। क्योंकि अगर हम द्रव्यमान को इतनी सटीक रूप से निर्धारित कर सकते हैं, तो हम वास्तव में एक ऐसे द्रव्यमान को माप रहे हैं जो खो गया है। क्योंकि परमाणु नाभिक का द्रव्यमान के द्रव्यमान के योग के बराबर नहीं होता है प्रोटान und न्यूट्रॉन. कुछ लापता द्रव्यमान कोर को एक साथ पकड़े हुए ऊर्जा के रूप में प्रकट होता है, रिंगल बताते हैं।

हम सभी को आइंस्टीन का प्रसिद्ध समीकरण E = mc ^ 2 याद है। इसका मतलब है कि इसके अलावा और कुछ नहीं सामूहिक und ऊर्जा बराबर हैं, बराबर हैं। हालाँकि, यह केवल चरम स्थितियों में ही देखा जा सकता है जैसे कि परमाणु नाभिक में पाए जाने वाले। क्योंकि यदि नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के बीच अधिक बाध्यकारी ऊर्जा होती है, यदि वे एक दूसरे से अधिक मजबूती से बंधे होते हैं, तो अधिक द्रव्यमान गायब होता है। और ठीक ऐसा ही जिरकोनियम-80 कोर के मामले में है, क्योंकि नए प्रयोगों से पता चला है कि न्यूट्रॉन और प्रोटॉन के बीच बल अपेक्षा से अधिक हैं। और यदि ऐसा है, तो सिद्धांतकारों को इसका स्पष्टीकरण खोजना होगा कि ऐसा क्यों हुआ।

इसलिए उन्होंने 80Zr के बारे में मौजूदा सिद्धांतों की जांच की। वे कहते हैं, अन्य बातों के अलावा, कि यह कोर एक डबल जादुई कोर हो सकता है।
पिछले प्रयोगों ने सुझाव दिया था कि ज़िरकोनियम 80 कोर एक गेंद के बजाय एक रग्बी गेंद जैसा दिखता है। सिद्धांतकारों के अनुसार, यह आकार कोर के दोहरे "जादू" में योगदान कर सकता है। सिद्धांतकारों ने 30 से अधिक वर्षों से संदेह किया है कि जिक्रोन 80 कोर एक विकृत जादू डबल कोर है। इसे साबित करने में प्रयोगकर्ताओं को कुछ समय लगा। और अब जब उनके पास सिद्धांत का समर्थन करने के लिए सबूत हैं, तो सिद्धांतवादी अगला कदम उठा सकते हैं, हैमेकर कहते हैं।

वैज्ञानिक बेसब्री से इसकी शुरुआत का इंतजार कर रहे हैं FRIB और इस सुविधा के माध्यम से इस जिरकोनियम-80 जैसे असामान्य कोर के बारे में अधिक जानने की आशा करते हैं।