Diproton

Diproton eller ²He är en extremt instabil helium isotop som innehåller två protoner och inga neutroner. Enligt teoretiska beräkningar skulle den ha varit mycket mer stabil (även om den fortfarande skulle betasönderfalla till deuterium) om den starka kärnkraften hade varit 2 % större.^[1] Dess instabilitet beror på spinn/spinn-växelverkan i kärnkraften, och Paulis uteslutningsprincip, som tvingar de två protonerna att ha antijusterade spinn och ger diproton en negativ bindningsenergi.^[2]

Det har funnits observationer av ²He. År 2000 observerade fysiker en ny typ av radioaktivt sönderfall i vilken en kärna avger två protoner vid en gång – möjligen en ²He-kärna.^[3]^[4] Laget, som leddes av Alfredo Galindo-Uribarri vid Oak Ridge National Laboratory, meddelade att upptäckten kommer att hjälpa forskarna att förstå den starka kärnkraften och att den ger nya insikter i skapandet av grundämnen inuti stjärnor. Galindo-Uribarri och medarbetare valde en neonisotop med en energistruktur som hindrar den från att avge enstaka protoner. Detta innebär att de två protonerna emitteras samtidigt. Laget avfyrade en stråle fluorjoner mot ett protonrikt mål för att producera ¹⁸Ne, som sedan sönderföll till syre och två protoner. Några protoner som hade emitterats från målet självt identifierades genom deras karakteristiska energier. Det finns två sätt på vilka den dubbla protonemissionen kan fortgå. Neonkärnan kan emittera en 'diproton' — ett par protoner sammanbundna som en ²He-kärna — vilken sedan sönderfaller till två separata protoner. Alternativt kan protonerna emitteras separat men samtidigt — demokratiskt sönderfall. Experimentet var inte tillräckligt känsligt för att fastställa vilken av dessa två processer som ägde rum.

Mer bevis på ²He hittades år 2008 vid Istituto Nazionale di Fisica Nucleare i Italien.^[5]^[6] En stråle ²⁰Ne-joner riktades mot ett mål av berylliumfolie. Denna kollision omvandlade några av de tyngre neonkärnorna i strålen till en ¹⁸Ne-kärna. Dessa kärnor kolliderade sedan med en blyfolie. Den andra kollisionen resulterade i att ¹⁸Ne-kärnan exciterades till ett mycket instabilt tillstånd.

Källor

^ R. A. W. Bradford, J. Astrophys. Astr. (2009) 30, 119–131 The Effect of Hypothetical Diproton Stability on the Universe
^ Nuclear Physics in a Nutshell, C. A. Bertulani, Princeton University Press, Princeton, N.J., 2007, Chapter 1, ISBN 978-0-691-12505-3.
^ Physicists discover new kind of radioactivity Arkiverad 23 april 2011 hämtat från the Wayback Machine., in physicsworld.com Oct 24, 2000
^ Decay of a Resonance in ¹⁸Ne by the Simultaneous Emission of Two Protons, Physical Review Letters vol. 86, pp. 43–46 (2001), by J. Gómez del Campo, A. Galindo-Uribarri et al.
^ "New Form of Artificial Radioactivity" Arkiverad 14 oktober 2008 hämtat från the Wayback Machine. Inside Physics Research—Science News Update Number 865 #2, May 29, 2008 by Phil Schewe
^ G. Raciti et al., Physical Review Letters 100, 192503–06 (2008) "Experimental Evidence of ²He Decay from ¹⁸Ne Excited States"

[Bradford-1] R. A. W. Bradford, J. Astrophys. Astr. (2009) 30, 119–131 The Effect of Hypothetical Diproton Stability on the Universe

[2] Nuclear Physics in a Nutshell, C. A. Bertulani, Princeton University Press, Princeton, N.J., 2007, Chapter 1, ISBN 978-0-691-12505-3.

[3] Physicists discover new kind of radioactivity Arkiverad 23 april 2011 hämtat från the Wayback Machine., in physicsworld.com Oct 24, 2000

[4] Decay of a Resonance in ¹⁸Ne by the Simultaneous Emission of Two Protons, Physical Review Letters vol. 86, pp. 43–46 (2001), by J. Gómez del Campo, A. Galindo-Uribarri et al.

[5] "New Form of Artificial Radioactivity" Arkiverad 14 oktober 2008 hämtat från the Wayback Machine. Inside Physics Research—Science News Update Number 865 #2, May 29, 2008 by Phil Schewe

[6] G. Raciti et al., Physical Review Letters 100, 192503–06 (2008) "Experimental Evidence of ²He Decay from ¹⁸Ne Excited States"

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]