Bilim insanları atom çekirdeğindeki onlarca yıllık gizemi çözdü

Michigan Eyalet Üniversitesi bünyesinde yer alan Nadir İzotop Işınları Tesisi'nde (FRIB) gerçekleştirilen kapsamlı deney, nükleer fizikte uzun yıllardır yanıt aranan bir soruyu ortadan kaldırdı. Nature dergisinde kamuoyuyla paylaşılan araştırmada, çinko-70 izotopundan yayılan şaşırtıcı derecede düşük enerjili gama ışınlarının, çekirdeğin iç kısmındaki gizli manyetik geçişlerle ilişkili olduğu ispatlandı.

Uzun yıllardır pek çok atom çekirdeğinin, teorik modellerin öngördüğünden çok daha fazla düşük enerjili gama ışını yaydığı fizik camiası tarafından biliniyordu. Düşük enerji artışı (LEE) adıyla bilinen bu sıra dışı olgunun temeli bugüne dek tam olarak aydınlatılamamıştı. Altı farklı ülkeden toplam 25 kurumun ortaklaşa yürüttüğü geniş çaplı çalışmada uzmanlar, bakır-70 izotopunun iki farklı halini inceleyerek çinko-70'e evrilen süreci adım adım izledi.

FRIB bünyesindeki yüksek hassasiyet derecesine sahip Düşük Enerjili Işın ve İyon Kapanı aracılığıyla toplanan bulgular, söz konusu artışın çekirdek içindeki manyetik geçişlerden ileri geldiğini net bir şekilde gözler önüne serdi.

Atom çekirdeğinin iç yapısına yönelik elde edilen bu taze veriler, astrofizik alanındaki ortamlarda elementlerin gelişimini sağlayan nükleer reaksiyonların kavranmasını da doğrudan etkiliyor. Düşük enerji artışı; süpernova patlamaları ve nötron yıldızı birleşmeleri gibi evrendeki devasa olaylarda ağır elementlerin meydana gelmesini sağlayan nötron yakalama reaksiyonlarının sıklığını artırıyor.

Araştırmacılar, tespit edilen bu saklı sinyallerin nükleer teoriye yepyeni bir deneysel standart getirdiğini vurguluyor. Bu kritik bulgu sayesinde yıldızlar içerisindeki nükleer süreçlerin, ulusal güvenlik çalışmalarının ve nükleer enerji sistemlerinin mevcut hesaplama modellerinin çok daha tutarlı seviyeye getirilmesi amaçlanıyor.