Введение

Состояние ядра с минимальной энергией Yrast (/ɪr/æ/s/t/ IRRast, ) - технический термин в ядерной физике, который относится к состоянию ядра с минимальной энергией (когда оно наименее возбуждено) для данного углового момента. Yr - шведское прилагательное, имеющее тот же корень, что и английское whirl. Yrast - это суперлатив yr и может быть переведен как "крутящийся", хотя буквально означает "самый дизи" или "самый озадаченный". Уровни йраста жизненно важны для понимания реакций, таких как столкновения тяжелых ионов, которые приводят к высоким состояниям спина. Yrare - сравнительный из yr и используется для обозначения второго наименее энергетического состояния данного углового момента.

Предыстория

Нестабильное ядро может распадаться несколькими различными способами: оно может выбрасывать нейтрон, протоны, альфа-частицы или другие фрагменты; оно может излучать гамма-лучи; оно может подвергаться бета-распад. Из-за относительных сильных фундаментальных взаимодействий, связанных с этими процессами (сильное взаимодействие, электромагнетизм и слабое взаимодействие соответственно), они обычно происходят с частотами в этом порядке. Теоретически, ядро имеет очень небольшую вероятность излучения гамма-лучей, даже если оно может выбрасывать нейтрон, и бета-распад редко происходит, если оба других двух пути не являются весьма маловероятными. Однако в некоторых случаях прогнозы, основанные на этой модели, недооценивают общее количество энергии, выделяемой в виде гамма-лучей; то есть ядра, по-видимому, имеют более чем достаточно энергии для выброса нейтронов, но вместо этого распадаются гамма-излучением. Это расхождение обнаруживается энергией ядерного углового момента, и для анализа такой ситуации могут использоваться документация и расчет уровней устойчивости для данной системы. Энергия, хранящаяся в угловом моменте атомного ядра, также может быть ответственна за излучение частиц, больше, чем ожидалось, таких как альфа-частицы над одиночными нуклеонами, потому что они могут более эффективно уносить угловой момент. Это не единственная причина, по которой альфа-частицы предпочтительно излучаются; другая причина заключается в том, что альфа-частицы (ядра He4) энергетически очень стабильны сами по себе.

Изомеры йраста

Иногда между двумя самыми разными государствами существует большой разрыв. Например, ядро 95Pd имеет состояние 21/2, которое находится ниже самых низких состояний 19/2, 17/2 и 15/2. Это состояние не имеет достаточной энергии, чтобы подвергнуться сильному распаду частиц, и из-за большой разницы спина гамма-распад от состояния 21/2 до состояния 13/2 ниже очень маловероятен. Более вероятным вариантом распада является бета-распад, который образует изомер с необычно длительным периодом полураспада 14 секунд. Исключительным примером является состояние J=9 тантала 180, которое является очень низким лежащим в астральном состоянии только 77 кВ над грунтовым состоянием. Основное состояние имеет J=1, что является слишком большим разрывом для гамма-распада. Альфа- и бета-распады также подавляются, настолько сильно, что полученный изомер, тантал 180m, эффективно стабилен для всех практических целей и никогда не наблюдался распад. Тантал 180m является единственным из известных в настоящее время изомеров яроста, который является наблюдательно стабильным. Некоторые сверхтяжелые изотопы (например, коперник 285) имеют более длительные изомеры с периодом полураспада в порядке минут. Это могут быть йрасты, но точный угловой момент и энергию часто трудно определить для этих нуклидов.