Η λέξη άτομο προέρχεται από τα ελληνικά για το αδιαίρετο ή για αυτό που δεν…«κόβεται». Μια προσομοίωση από Αμερικανούς θεωρητικούς φυσικούς έδωσε τον πρώτο πλήρως μικροσκοπικό χαρακτηρισμό της στιγμής που ένα άτομο κόβεται στα δύο, αποκαλύπτοντας νέες ιδέες για ένα ενεργειακό γεγονός που ήρθε να ορίσει μια νέα εποχή στην επιστήμη και την τεχνολογία.
Το χρονικό της υπόστασης του ατόμου
Το 1938, ανακαλύφθηκε πόσο λανθασμένη είναι αυτή η μικρή λέξη, όταν οι φυσικοί Otto Hahn, Lise Meitner και Fritz Strassmann έδειξαν πώς οι πυρήνες ουρανίου χωρίστηκαν στα δύο όταν «πυροβολήθηκαν» με νετρόνια.
Δεκαετίες αργότερα, παρά τη χρήση της στον πόλεμο, την εξουσία, την ιατρική και την επιστημονική έρευνα, η πυρηνική σχάση έχει ακόμα και σήμερα ιδιάζον περιεχόμενο.
Πέρα από τα απλουστευτικά μοντέλα των πρωτονίων και των νετρονίων που είναι συγκεντρωμένα μεταξύ τους, ο πυρήνας ενός ατόμου μεγάλης μάζας είναι μια άγρια θύελλα κβαντικής δραστηριότητας.
Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα μεμονωμένα νουκλεόνια συμπεριφέρονται και αλληλεπιδρούν μεταξύ τους είναι αρκετά δύσκολη για τα άτομα που κάθονται ήσυχα δίπλα στα μοναχικά άτομα, πόσο μάλλον εκείνα που υφίστανται σημαντικούς μετασχηματισμούς.
Πυρηνική σχάση σε 4 στάδια
Για να γίνει πιο εύκολη η παρακολούθηση, θεωρητικοί φυσικοί από το Εθνικό Εργαστήριο του Λος Άλαμος και το Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον (UW) χωρίζουν τη διαδικασία σχάσης σε τέσσερα βήματα.
Στα πρώτα 10-14 δευτερόλεπτα, η εισαγωγή ενός βραδέως κινούμενου νετρονίου αναγκάζει τον πυρήνα να διογκωθεί και να αναδιαταχθεί σε αυτό που περιγράφεται ως σημείο σέλας, κάνοντας το άτομο να μοιάζει λίγο με ένα μικροσκοπικό κέλυφος φυστικιού.
Αυτό ακολουθείται γρήγορα από μια πολύ πιο γρήγορη μετατόπιση, που αναφέρεται ως σέλας σε σχάση, όπου εγκαθίστανται τα θραύσματα της διαδικασίας σχάσης. Αυτό διαρκεί περίπου 5×10-21 δευτερόλεπτα.
Το τρίτο βήμα είναι και πάλι ακόμη πιο γρήγορο, μέσα σε 10-22 δευτερόλεπτα. Σε αυτό που ονομάζεται τομή, ο πυρήνας διασπάται επίσημα.
Στο τελευταίο βήμα, το οποίο διαρκεί 10-18 δευτερόλεπτα για να ξεδιπλωθεί, τα θραύσματα της σχάσης τραβούν το σχήμα τους και επιταχύνονται μακριά, απελευθερώνοντας νετρόνια και ακτίνες γάμμα και δυνητικά δημιουργώντας άλλες διαδικασίες διάσπασης μετά από μια σύντομη καθυστέρηση.
Περισσότερες από μία θεωρίες περιγράφουν την ακριβή μετανάστευση των υποατομικών σωματιδίων, αν και σε πολλές περιπτώσεις τα πειραματικά αποτελέσματα είτε έρχονται σε αντίθεση με βασικές υποθέσεις για τη φυσική, είτε έρχονται σε αντίθεση με τη «μικροσκοπική» μοντελοποίηση των αλληλεπιδράσεων μεταξύ μεμονωμένων πρωτονίων και νετρονίων.
Βασισμένο σε ένα πλαίσιο που αναπτύχθηκε από τον κύριο συγγραφέα του UW φυσικό Aurel Bulgac, η κβαντική προσομοίωση πολλών σωμάτων είναι η πιο ακριβής μέχρι στιγμής απεικόνιση του τι ακριβώς να περιμένουμε τη στιγμή της τομής, όταν η γέφυρα που συνδέει τα δύο μισά ενός μεγάλου ατομικού πυρήνα συμπυκνώνεται και προκύπτει ο διαχωρισμός.
Οι υπολογισμοί για το ουράνιο-238, το πλουτώνιο-240 και το καλιφόρνιο-252 υπό διαφορετικές συνθήκες εκκίνησης απαιτούσαν εκτεταμένη χρήση του υπερυπολογιστή του Εθνικού Εργαστηρίου Oak Ridge του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ.
Λίγο πριν ένας πυρήνας υποστεί σχάση, σχηματίζεται ένας λαιμός μεταξύ των αναδυόμενων θραυσμάτων σχάσης. Είναι ευρέως αποδεκτό ότι αυτός ο λαιμός υφίσταται μια μάλλον βίαιη ρήξη, παρά την απουσία σαφών πειραματικών στοιχείων.
Η κύρια δυσκολία στην αντιμετώπιση της ρήξης του λαιμού και των σταδίων σχάσης από το σέλας έως τη σχάση είναι ότι και οι δύο είναι διαδικασίες σε υψηλό βαθμό μη ισορροπίας.
Αυτή η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Physical Review Letters .
Βίντεο
// Allow detecting when fb api is loaded.
function Deferred() {
var self = this;
this.promise = new Promise( function( resolve, reject ) {
self.reject = reject;
self.resolve = resolve;
});
}
window.fbLoaded = new Deferred();
window.fbAsyncInit = function() {
FB.init({
appId : ‘[email protected]’,
autoLogAppEvents : true,
xfbml : true,
version : ‘v3.0’
});
window.fbLoaded.resolve();
};
(function(d, s, id){
var js, fjs = d.getElementsByTagName(s)[0];
if (d.getElementById(id)) {return;}
js = d.createElement(s); js.id = id;
js.src = “https://connect.facebook.net/en_US/sdk.js”;
fjs.parentNode.insertBefore(js, fjs);
}(document, ‘script’, ‘facebook-jssdk’));
VIA: FoxReport.gr
