Введение
Ядро атома, окруженное вращающимися протонами или нейтронами. В ядерной физике атомное ядро называется гало-ядром или считается, что оно обладает ядерным гало, когда оно состоит из центрального ядра, окруженного "гало" вращающихся протонов или нейтронов, что значительно увеличивает радиус ядра по сравнению с предсказаниями модели жидкой капли. Гало-ядра формируются на крайних границах таблицы нуклидов – линии нейтронного стекания и линии протонного стекания – и имеют короткий период полураспада, измеряемый миллисекундами. Эти ядра исследуются вскоре после их образования в ионном пучке. Обычно атомное ядро представляет собой плотно связанную группу протонов и нейтронов. Однако в некоторых нуклидах наблюдается избыток одного типа нуклонов. В таких случаях может сформироваться центральное ядро и гало. Часто это свойство обнаруживается в экспериментах по рассеянию, которые показывают, что ядро значительно больше, чем можно было бы ожидать. Как правило, поперечное сечение (соответствующее классическому радиусу) ядра пропорционально кубическому корню его массы, как это было бы для сферы постоянной плотности. В частности, для ядра с массовым числом A радиус r приблизительно равен
In nuclear physics, an atomic nucleus is called a halo nucleus or is said to have a nuclear halo when it has a core nucleus surrounded by a "halo" of orbiting protons or neutrons, which makes the radius of the nucleus appreciably larger than that predicted by the liquid drop model. Halo nuclei form at the extreme edges of the table of nuclides — the neutron drip line and proton drip line — and have short half lives, measured in milliseconds. These nuclei are studied shortly after their formation in an ion beam. Typically, an atomic nucleus is a tightly bound group of protons and neutrons. However, in some nuclides, there is an overabundance of one species of nucleon. In some of these cases, a nuclear core and a halo will form. Often, this property may be detected in scattering experiments, which show the nucleus to be much larger than the otherwise expected value. Normally, the cross section (corresponding to the classical radius) of the nucleus is proportional to the cube root of its mass, as would be the case for a sphere of constant density. Specifically, for a nucleus of mass number A, the radius r is (approximately)
where is 1.2 fm. One example of a halo nucleus is 11Li, which has a half life of 8.6 ms. It contains a core of 3 protons and 6 neutrons, and a halo of two independent and loosely bound neutrons. It decays into 11Be by the emission of an antineutrino and an electron. Its mass radius of 3.16 fm is close to that of 32S or, even more impressively, of 208Pb, both much heavier nuclei. Experimental confirmation of nuclear halos is recent and ongoing. Additional candidates are suspected. Several nuclides including 9B, 13N, and 15N are calculated to have a halo in the excited state but not in the ground state.
где равно 1,2 фм. Одним из примеров гало-ядра является 11Li, период полураспада которого составляет 8,6 мс. Оно содержит ядро из 3 протонов и 6 нейтронов, а также гало из двух слабо связанных, независимых нейтронов. Оно распадается на 11Be посредством испускания антинейтрино и электрона. Его масс-радиус, равный 3,16 фм, близок к радиусу 32S или, что еще более впечатляет, 208Pb, обоих гораздо более тяжелых ядер. Экспериментальное подтверждение существования ядерных гало – недавнее и продолжающееся. Предполагаются и другие кандидаты. Расчеты показывают, что несколько нуклидов, включая 9B, 13N и 15N, обладают гало в возбужденном состоянии, но не в основном.
In nuclear physics, an atomic nucleus is called a halo nucleus or is said to have a nuclear halo when it has a core nucleus surrounded by a "halo" of orbiting protons or neutrons, which makes the radius of the nucleus appreciably larger than that predicted by the liquid drop model. Halo nuclei form at the extreme edges of the table of nuclides — the neutron drip line and proton drip line — and have short half lives, measured in milliseconds. These nuclei are studied shortly after their formation in an ion beam. Typically, an atomic nucleus is a tightly bound group of protons and neutrons. However, in some nuclides, there is an overabundance of one species of nucleon. In some of these cases, a nuclear core and a halo will form. Often, this property may be detected in scattering experiments, which show the nucleus to be much larger than the otherwise expected value. Normally, the cross section (corresponding to the classical radius) of the nucleus is proportional to the cube root of its mass, as would be the case for a sphere of constant density. Specifically, for a nucleus of mass number A, the radius r is (approximately)
where is 1.2 fm. One example of a halo nucleus is 11Li, which has a half life of 8.6 ms. It contains a core of 3 protons and 6 neutrons, and a halo of two independent and loosely bound neutrons. It decays into 11Be by the emission of an antineutrino and an electron. Its mass radius of 3.16 fm is close to that of 32S or, even more impressively, of 208Pb, both much heavier nuclei. Experimental confirmation of nuclear halos is recent and ongoing. Additional candidates are suspected. Several nuclides including 9B, 13N, and 15N are calculated to have a halo in the excited state but not in the ground state.
Список известных нуклидов с ядерным гало
Ядра, имеющие нейтронный гало, включают 11Be и 19C. Два нейтронных гало проявляются у 6He, 11Li, 17B, 19B и 22C. Ядра с двумя нейтронными гало распадаются на три фрагмента и называются борромеанскими из-за этого поведения, аналогично тому, как все три борромеанских кольца связаны друг с другом, но никакие два из них не имеют общей связи. Например, ядро с двумя нейтронными гало 6He (которое можно рассматривать как трехчастичную систему, состоящую из альфа-частицы и двух нейтронов) стабильно, но ни 5He, ни динейтрон стабильны не являются. 8He и 14Be демонстрируют четырехнейтронный гало. Ядра, имеющие протоновое гало, включают 8B и 26P. Два протона гало проявляются у 17Ne и 27S. Ожидается, что протоновые гало будут более редкими и менее стабильными, чем нейтронные гало, из-за сил отталкивания избыточных протонов. Атомный номер Название Кол-во ядерных галоизотопов Ядерные галоизотопы Гало-состав Период полураспада (мс) 2 гелий 2 гелия 6 гелия 8 2 нейтрона 4 нейтрона 801(10) 119.1(12) 3 литий 1 лития 11 2 нейтрона 8.75(14) 4 бериллий 2 бериллия 11 бериллия 14 1 нейтрон 4 нейтрона 13810(80) 4.35(17) 5 бор 3 бора 8 бора 17 бора 19 1 протон 2 нейтрона 4 нейтрона 770(3) 5.08(5) 2.92(13) 6 углерод 2 углерода 19 углерода 22 1 нейтрон 2 нейтрона 49(4) 6.1 10 неон 1 неона 17 2 протона 109.2(6) 15 фосфор 1 фосфора 26 1 протон 43.7(6) 16 сера 1 серы 27 2 протона 15.5(15)