2011. január 8.

Nature 469, 68-71 (2011)

Evidence for a spin-aligned neutron-proton paired phase from the level structure of 92Pd

(Azonos spin-beállású neutron-proton-pár fázisállapot kimutatása a 92Pd nívószerkezete alapján)

B. Cederwall, F. Ghazi Moradi, T. Bäck, A. Johnson, J. Blomqvist, E. Clément, G. de France, R. Wadsworth, K. Andgren, K. Lagergren, A. Dijon, G. Jaworski, R. Liotta, C. Qi, B. M. Nyakó, J. Nyberg, M. Palacz, H. Al-Azri, A. Algora, G. de Angelis, A. Ataç, S. Bhattacharyya, T. Brock, J. R. Brown, P. Davies, A. Di Nitto, Zs. Dombrádi, A. Gadea, J. Gál, B. Hadinia, F. Johnston-Theasby, P. Joshi, K. Juhász, R. Julin, A. Jungclaus, G. Kalinka, S. O. Kara, A. Khaplanov, J. Kownacki, G. La Rana, S. M. Lenzi, J. Molnár, R. Moro, D. R. Napoli, B. S. Nara Singh, A. Persson, F. Recchia, M. Sandzelius, J.-N. Scheurer, G. Sletten, D. Sohler, P.-A. Söderström, M. J. Taylor, J. Timár, J. J. Valiente-Dobón, E. Vardaci & S. Williams

(Az ATOMKI kutatói kék színnel jelölve.)


Az Atommagkutató Intézet Kísérleti Magfizikai és Elektronikai Osztályainak munkatársai és a Debreceni Egyetem Információ Technológia Tanszékének egyik kutatója több európai kutatóintézettel és egyetemmel együttműködésben jelentős tudományos eredményt értek el, amely a Nature 2011. január 6-i számában jelent meg.

Egy nemzetközi kutatócsoport, a jelenleg kísérletileg elérhető legnehezebb, azonos számú protont és neutront tartalmazó atommag, a 92Pd szerkezetét vizsgálta gammaspektroszkópiai módszerekkel egy, a franciaországi Caenban működő, GANIL nemzeti nehézion-laboratóriumban elvégzett kísérletben. A debreceni kutatók részt vettek a mérés lebonyolításában és az eredmények közlésre való előkészítésében is, de elsősorban azzal járultak hozzá a kísérlet sikeréhez, hogy előkészítették és a mérés során működtették a több nagy gamma-detektorrendszer könnyű-töltöttrészecske segéddetektoraként is használt, 80-elemes DIAMANT detektorrendszert. A DIAMANT jelenlegi konfigurációját és annak elektronikáját az ATOMKI-ban fejlesztették ki, francia és olasz kutatókkal együttműködésben.

A kutatócsoport 58Ni és 36Ar atommagokat ütköztetett, hogy az ütközés során létrejövő, erősen instabil 92Pd szerkezetét vizsgálja. Ez az atommag az alkalmazott magreakcióban igen ritkán keletkezik: az előállított 94Pd ún. "közbenső" atommagok bomlásakor csak kb. minden százezredik bomlás vezet a 58Pd atommagra. A 58Pd atommagokhoz tartozó gamma-átmenetek azonosítása igen nehéz feladat, mert a 94Pd közbenső mag bomlásakor keletkező többi végmagból kilépő gamma-sugárzás zavaró háttérként akadályozza azok felismerését. Ezt a feladatot egy több detektorrendszer házasításával létrehozott berendezéssel lehetett megoldani.

A detektorrendszer három fő részből állt. A magszerkezeti információt hordozó gamma-sugárzások detektálására a nagy felbontóképességű EXOGAM spektrométer szolgált, ami az ATOMKI részvételével került megépítésre. A magreakciókban kilépő könnyű töltött részecskék (elsősorban protonok és alfa-részecskék) azonosítására a DIAMANT detektorrendszert, (ami mérés-előkészítés közben az ábrán látható), míg a közbenső mag legerjesztődésekor keletkezett neutronok detektálására alkalmas ún. Neutron Fal detektorrendszert használták. E két utóbbi detektorrendszer arra szolgált, hogy letiltsák a töltött részecske kibocsátással járó reakciócsatornákból származó, s az adott esetben csupán zavaró hátteret eredményező gamma-átmeneteket, illetve, hogy a detektált eseményekből kiválasszák azokat, amelyek a vizsgálni kívánt magfizikai probléma szempontjából fontos, a 92Pd végmagra vezető, két neutron "elpárolgásával" járó "reakciócsatornához" rendelhetők.

A mérés bizonyította, hogy a 92Pd izotóp alapállapota értelmezhető olyan nukleon-párok kialakulásával, amelyekben azonos pályasíkban mozgó neutronok és protonok, azonos irányba mutató impulzusmomentummal csatolódnak, majd két ilyen nagy impulzusmomentumú proton-neutron pár ellentétes impulzusmomentum iránnyal csatolódik össze egy 0 spinű kvartetté. Egy ilyen, két protont és két neutront tartalmazó négyes egy erősen korrelált rendszert alkot, mivel egyszerre érvényesül benne a proton-proton, neutron-neutron és a proton-neutron párkölcsönhatás. Annak ellenére, hogy a kvartettet 2 proton és 2 neutron alkotja, az nem egyetlen nukleoncsomóba koncentrálódó alfa-részecskeként viselkedik, hanem egy sokkal lazább szerkezetet alkotva "szétterül" a mag felületén. Ez egy új, korábban nem azonosított csatolódási mód, amely különbözik az eddig ismert összes atommagban domináns "normál" csatolódástól, amelyben a párokká összeálló nukleonok impulzusmomentuma ellentétes irányú.

A lenti ábra bal felső része szemlélteti a két nagy impulzusmomentumú deuteron-jellegű pár csatolódását, a jobb felső rész pedig az ismert párkorrelációt a 4 proton lyukat tartalmazó 96Pd atommag esetén. Az ábra alsó részén a kvartett-felhasadásból illetve a hagyományos párfelhasadásából származó gerjesztési energia spektrum látható.


Korábban:



2010. november 24.
Reactor Decay Heat in 239Pu: Solving the γ Discrepancy in the 4‒3000-s Cooling Period

Phys. Rev. Lett. 105, 202501 (2010)
A. Algora, D. Jordan, J. L. Taín, B. Rubio, J. Agramunt, A. B. Perez-Cerdan, F. Molina, L. Caballero, E. Nácher, Krasznahorkay Attila, Hunyadi Mátyás, Gulyás János, Vitéz Attila, Csatlós Margit, Csige Lóránt, J. Äysto, H. Penttilä, I. D. Moore, T. Eronen, A. Jokinen, A. Nieminen, J. Hakala, P. Karvonen, A. Kankainen, A. Saastamoinen, J. Rissanen, T. Kessler, C. Weber, J. Ronkainen, S. Rahaman, V. Elomaa, S. Rinta-Antila, U. Hager, T. Sonoda, K. Burkard, W. Hüller, L. Batist, W. Gelletly, A. L. Nichols, T. Yoshida, A. A. Sonzogni, and K. Peräjärvi

2010. október 15.
An exactly solvable Schrödinger equation with finite positive position-dependent effective mass

Journal of Mathematical Physics 51, 092103 (2010)
Lévai Géza, O. Özer

2010. augusztus 30.
Interference effect in the dipole and nondipole anisotropy parameters of the Kr 4p photoelectrons in the vicinity of the Kr (3d)-1
np resonant excitations
Phys. Rev. A 81, 043416 (2010)
Ricz Sándor, Ricsóka Tícia, K. Holste, A. Borovik Jr., D. Bernhardt, S. Schippers,
Kövér Ákos, Varga Dezso, A. Müller

2010. július 5.
Nanochannel alignment analysis by scanning transmission ion microscopy

Nanotechnology 21, 295704 (2010)
Rajta István, Gál Gabriella, Szilasi Szabolcs, Juhász Zoltán, Biri Sándor,
Mátéfi-Tempfli Mária és Mátéfi-Tempfli István