【碳原子核看到紡紗三角州】

明道

【碳原子核看到紡紗三角州】

伯明罕大學的迴旋

物理學家已經獲得重要的新證據，顯示結構的碳-12 核 — — 沒有，那裡不會有生命在這裡地球 — — 上與一個等邊三角形相似。

證據是在英國，墨西哥和美國的物理學家通過測量一種新的快速旋轉的原子核旋轉狀態。

這一發現表明"霍伊爾狀態"的碳-12，碳的紅巨星創作中的重要作用，也有相同的形狀。

與此相反的是，最近的理論預測，曾建議霍伊爾狀態是更像一個鈍角三角形或"彎曲的手臂"。

在宇宙中的所有碳被都創建在紅巨星由兩個 α 粒子 (氦 4 原子核) 融合打造一個短命的鈹 8 核，然後捕捉到形式碳-12 的第三次阿爾法粒子。

但正是這種反應的最初會出現困惑物理學家，碳-12 的早期理解建議，將多得太慢，已知豐富的宇宙中的碳占到。

然後在 1954 年，英國天文學家弗雷德 · 霍伊爾預測那碳-12 了迄今未知的激發態 — — 現在被稱為霍伊爾狀態 — — 提高碳-12 的產率。

三年後霍伊爾狀態實驗證實了工作在加州理工學院的物理學家。

然而，質子和中子的碳-12 核的精確排列仍有很多爭議的問題。

雖然一些物理學家認為那碳-12 是最好看作 12 相互作用核子，另一些人認為原子核可以算作綁在一起的三個 α 粒子。

這種理性的後者的模型是 α 粒子非常穩定，所以很可能要忍受碳 12 細胞核內。

分子的靈感

如果碳-12 是作為三個 α 粒子確實很好的描述，分子物理學可以提供重要的線索，這些粒子的相片順序。

在 2000 年Roelof Bijker的墨西哥國立自治大學 (UNAM) 和耶魯大學的弗朗切斯科亞凱洛提出三個 α 粒子能安排自己在三個 α 粒子都在同一平面上的在一個等邊三角形。

這種結構已經被發現五年早些時候在三原子氫分子離子，H3+.現在，Bijker 已聯手馬丁弗利爾和伯明罕大學的同事和摩西 · 蓋在康涅狄格大學以獲得最佳的實驗證據到目前為止，碳 12 確實形狀像一個等邊三角形。

在伯明罕的迴旋加速器由發射出一束 α 粒子在碳排放目標產生碳 12 原子核高自旋態中進行實驗。

事實上，細胞核，從字面上自旋像陀螺一樣，如此之快，他們撕裂發射 α 粒子旋轉。

通過測量能量和角分佈的 α 粒子，小組觀察到從來沒有過的高自旋態。

當四低自旋態在以前的實驗測量和分析，新的資料表明非常強烈的碳-12 核類似于像三尖狀的紙風車旋轉將設置一個等邊三角形。

呼吸核

這說明適用于基態轉動帶的碳-12，但它也有意義霍伊爾狀態。這是因為霍伊爾狀態轉動帶譜似乎是類似于基態樂隊 — — 的五個兩個自旋態測量已經。

然而，霍伊爾狀態似乎有較大的轉動慣量比基態。

這表明，霍伊爾狀態是藉以等邊三角形展開"呼吸模式"。

這擴大的核可以本身設置旋轉，產生了一系列相似的碳-12 的基態樂隊的激發態。

這一證據指向一個等邊三角形的霍伊爾狀態似乎與最近的計算表明，它是更像一個鈍角三角形。

然而，α 衰變測量不給物理學家的一個原子核形狀的全貌和一定的結構的唯一方法是研究當自旋狀態衰變時散出的伽馬射線。

雖然這種研究在核子物理司空見慣，他們是碳-12 的難度大大增加，因為原子核更有可能通過發出伽瑪射線比 α 粒子衰變。

自由和同事現在，然而，發展中國家將試圖捕獲紡碳 12 核發射伽瑪射線和希望在今年年底之前會進行測量的實驗。

所以 60 年後霍伊爾狀態預測，我們終於可以知道它的形狀。

研究結果發表在物理評論快報。

關於作者

麥高樂莊士敦是非議的編輯器

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