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.
Yrast ('/ɪr//æ//s//t/ IRRast, ) is a technical term in nuclear physics that refers to a state of a nucleus with a minimum of energy (when it is least excited) for a given angular momentum. Yr is a Swedish adjective sharing the same root as the English whirl. Yrast is the superlative of yr and can be translated whirlingest, although it literally means "dizziest" or "most bewildered". The yrast levels are vital to understanding reactions, such as off center heavy ion collisions, that result in high spin states. Yrare is the comparative of yr and is used to refer to the second least energetic state of a given angular momentum.
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.