4 головні етапи: фізики створили найточніший опис поділу атома на дві частини

Американські фізики-теоретики створили моделювання, яке допомогло виявити першу повністю мікроскопічну характеристику моменту, коли атом розділяється на дві частини. Це відкриває нові можливості для розуміння відомої енергетичної події, яка стала визначальною для науки і техніки у 20 столітті. Це дослідження опубліковано в журналі Physical Review Letters, пише ScienceAlert.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Фізики вважають, що вони створили найточніший теоретичний опис поділу атома на дві частини без будь-яких припущень і спрощень. Вчені кажуть, що вперше вони отримали точне передбачення цього процесу, якого досі не існувало. Фізики використовували рівняння руху відомі в ядерній фізиці з високою точністю і квантову механіку, щоб з'ясувати, що саме відбувається під час поділу атома на дві частини.

Слово "атом" походить від латинського слова, яке означає "неподільний". Але ще наприкінці 30-х років минулого століття фізики з'ясували, що це слово невірно описує атом. Під час експериментів з'ясувалося, що під час бомбардування нейтронами ядра атома урану розділяються на дві частини. Тобто атом не є неподільним. Тепер же фізикам вдалося розкрити більше секретів ядерного поділу.

За словами фізиків, якщо прибрати спрощені моделі атома з протонами і нейтронами, які згруповані разом, то ядро атома являє собою бурю квантової активності. Зрозуміти те, як поводяться і взаємодіють один з одним окремі нуклони, тобто основні частинки, що складають ядро атома, складно, але ще складніше зрозуміти цей процес, коли атом змінюється.

Щоб зробити більш зрозумілим процес поділу атома фізики розділили його на чотири етапи. Для моделювання, створеного за допомогою суперкомп'ютера, використовували атоми ізотопів уран-238, плутоній-240 і каліфорніяй-252 з різними початковими умовами.

• Моделювання показало, що в перші 10 у мінус 14 ступені секунд введення нейтрона, що повільно рухається, змушує ядро атома випинатися і змінюватися в то, набуваючи так звану сідлову точку, що робить атом трохи схожим на арахіс.
• На другому етапі виникає так званий сідловий розрив, де встановлюються фрагменти процесу поділу. Цей етапу триває приблизно 5×10 у мінус 21 ступені секунд.
• На третьому етапі, коли відбувається повний розрив ядра атома і воно офіційно ділиться на дві частини протягом 10 в мінус 22 ступені секуунд.
• На четвертому етапі, який триває 10 в мінус 18 ступені секунд, осколки поділу приймають форму і прискорюються, що призводить до вивільнення нейтронів і гамма-променів. При цьому останній етап створює інші процеси розпаду після короткої затримки.

За словами фізиків, їхнє квантове моделювання є найточнішим на сьогоднішній день описом того, чого саме слід очікувати в момент розриву, коли міст, що з'єднує дві половини великого атомного ядра, стискається і розділяється.

Як уже писав Фокус, знайдено спосіб підтвердити існування темної матерії. Дослідники вважають, що частинки темної матерії могли врізатися в Землю в якийсь момент у далекому минулому нашої планети.

Також Фокус писав про те, чому фізики вважають, що Всесвіт розпочався саме з Великого вибуху, і які ще секрети зберігає ця подія, що сталася майже 14 млрд років тому.