» »

Izmerili najdaljši razpolovni čas elementa

Izmerili najdaljši razpolovni čas elementa

Slo-Tech - Raziskovalci so v Italiji izmerili razpad ksenona-124 in ugotovili, da je njegov razpolovni čas 18.000 trilijonov let (1,8 1022 let), kar je približno bilijonkrat več od trenutne ocenjene starosti vesolja. To je najdaljši razpolovni čas, za katerega so znanstveniki uspeli opaziti razpad elementa, o čemer pišejo tudi v Nature. Nekateri elementi imajo sicer še daljše razpolovne čase, denimo telur-128 (2,2 1024 let), a njihovega razpada eksperimentalno še niso zabeležili, temveč gre za posredne meritve, denimo rezultate opazovanja pogostnosti hčerinskih izotopov, ali izračune. Ksenon-124 pa jim je razpadel pred očmi (oziroma detektorji).

Atome sestavljajo jedro, v katerem so protoni in (razen v protiju) nevtroni, ter okoliški elektroni. Nekatera jedra so stabilna, druga pa ne in razpadejo. Vsak element lahko obstaja v več izotopih, ki se razlikujejo po številu nevtronov v jedru. Lažji elementi imajo vsaj en stabilni izotop, medtem ko jih težji nimajo - takšni elementi so vedno radioaktivni.

Tudi stabilni elementi pa imajo radioaktivne izotope. Ogljik ima na primer izotop ogljik-14, ki nastaja v atmosferi in ga v majhnem delu vsebujejo vsa živa bitja, zato omogoča karbonsko datiranje. Zgornje meje števila izotopov za posamezen element praktično ni, le izotopi postajajo čedalje manj stabilni, ko se število nevtronov oddaljuje od idealne vrednosti. Stabilnost elementa opisuje razpolovni čas, ki predstavlja obdobje, v katerem razpada polovica atomov. Proces je stohastičen, zato je nemogoče napovedati, kateri atom bo razpadel naslednji, niti iz njegove "starosti" ne moremo sklepati o verjetnosti za razpad. Vemo le, da je ta ves čas nespremenljiva in da v vsaki razpolovni dobi razpade polovica materiala. V praksi to seveda pomeni, da pri elementih z daljšo razpolovno dobo vidimo manj razpadov v enakem časovnem obdobju kot pri elementih s krajšo.

V kolaboraciji XENON1T so opazili razpad ksenona-124, pri katerem jedro hkrati absorbira dva okoliška elektrona in odda dva nevtrina. Nastane jedro, ki ima vrstno število za dve manjše (dva protona v jedru reagirata z elektronoma v nevtrone, sprostita se dva nevtrina). Iz ksenona-124 tako nastane telur-124, ki je stabilen. Dvojen zajem elektrona je že sam po sebi redek razpadni način (že zajem enega elektrona je), saj so ga doslej opazili le pri ksenonu-124, kriptonu-78 in bariju-130. Vsa jedra, ki razpadajo na ta način, so izjemno dolgoživa.

Razpad ksenona-124 so opazili v Nacionalnem laboratoriju Gran Sasso v Italiji, kjer je eden največjih raziskovalnih laboratorijev pod zemljo. XENON1T je sicer namenjen lovu na temno snov. V ta namen ima komoro s 3200 kilogrami tekočega ksenona, pod in okoli katere so detektorji. Ti zaznavajo nevtrine, ki so vrsta elementarnih delcev, ki so izjemno prodorni, zato jih je težko zaznati. Raziskovalci so zaznali rentgenske žarke, ki so nastali ob prehodu elektronov z višjih orbital na izpraznjena mesta, od koder sta izginila dva elektrona. To je bil dokaz, da je šlo resnično za dvojni zajem elektrona. V približno leto dni so zabeležili okrog 100 teh dogodkov v 3200 kilogramih ksenona.

Eksperiment, ki ga v vodi raziskovalna skupina z Univerze v Münstru, medtem še vedno išče temno snov, ki je njegov glavni cilj. Ker temu še niso nič bliže, že gradijo še večji, 8000-kilogramski rezervoar ksenona.

8 komentarjev

BigWhale ::

Mah sej sem vedu ... Heat death spet prelozen. *eyeroll*

Ribič ::

Zanimivo. Se pravi, da atomi lahko razpadejo tudi, ko jedro zadeneta dva ali več elektronov hkrati, ampak možnost, da se to zgodi eksponentno pada z naraščajočim številom elektronov. To razloži, da bi v teoriji lahko vsak atom tako razpadel, če ga zadene dovolj visoko število elektronov hkrati.
Pametni ljudje ne potrebujejo pametnih naprav.

schurda ::

Ribič je izjavil:

Zanimivo. Se pravi, da atomi lahko razpadejo tudi, ko jedro zadeneta dva ali več elektronov hkrati, ampak možnost, da se to zgodi eksponentno pada z naraščajočim številom elektronov. To razloži, da bi v teoriji lahko vsak atom tako razpadel, če ga zadene dovolj visoko število elektronov hkrati.


Ja, ampak svojih.
I want to know God's thoughts, the rest are details. (Einstein)

Ribič ::

Ni nujno. Prosti elektroni ali celo nevtroni, ki frčijo naokoli, imajo večjo energijo od lokalnih in bodo zato bolj verjetno cepili jedro v primeru takega dogodka. Spet pa je vprašljivo kako pogosto se to v naravi dogaja.
Pametni ljudje ne potrebujejo pametnih naprav.

MrStein ::

Saj razcepiti bilokateri atom ni problem. Samo dovolj energije je treba dovesti.
Tu je govora o spontanem razpadu.
Teštiram če delaž - umlaut dela: ä ?

Stari maček ::

Le kako lahko zaznaš razpad nečesa, če se bo to zgodilo prvič šele čez nekaj bilijonov let?

schurda ::

tega pa res ne moreš. :D
I want to know God's thoughts, the rest are details. (Einstein)

Ghenghiz ::

Stari maček je izjavil:

Le kako lahko zaznaš razpad nečesa, če se bo to zgodilo prvič šele čez nekaj bilijonov let?

Razpolovni cas ne pomeni to, da bo stvar razpadla cez toliko casa. Razpolovni cas je cas, v katerem bo razpadla problizno polovica stvari. To po drugi strani pomeni, da mora polovica vzorca razpasti preden se iztece razpolovni cas in te razpade so tukaj zaznali.
Ce imas za vzorec 3 tone elementa, se verjetnost da bos v doglednem casu zaznal vsaj nekaj razpadov kar zelo poveca.


Vredno ogleda ...

TemaSporočilaOglediZadnje sporočilo
TemaSporočilaOglediZadnje sporočilo
»

Izmerili najdaljši razpolovni čas elementa

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
82429 (464) Ghenghiz
»

Element 117 na dobri poti k potrditvi

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
286827 (4268) Invictus
»

Sonce vpliva na razpad radioaktivnih elementov

Oddelek: Znanost in tehnologija
464001 (2611) Earnhardt
»

Odkrit nov element z vrstnim številom 117

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
103909 (2948) gruntfürmich
»

Periodni sistem elementov dobil novega člana

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
274839 (3758) Dead_Meat

Več podobnih tem