Uusi kurpitsan muotoinen ydin säteilee protoneita ennätystahdilla

Jyväskylän yliopiston kiihdytinlaboratoriossa suoritetussa kokeessa on havaittu ennalta tuntematon atomiydin 149-Lutetium, joka koostuu 71 protonista ja 78 neutronista. Lutetium on harvinaisiin maametalleihin kuuluva alkuaine.
Taiteilijan näkemys 149Lu-ytimen hajoamisesta 148Yb-ytimeksi ja protoniksi. (Kuva: Jyväskylän yliopisto.)
Julkaistu
17.3.2022

Uusi isotooppi havaittiin 58Ni-suihkuydinten ja 96Ru-kohtioydinten fuusiotuotteiden joukosta MARA-separaattorin ilmaisinlaitteistossa. 149Lu-ydinten havaittiin hajoavan protoniemission kautta 148Yb-ytimiksi. Protoniemissio on harvinainen atomiytimen hajoamistapa, jossa ytimestä poistuu yksi protoni. 149-Lutetiumin hajoamisominaisuuksien havaittiin olevan poikkeuksellisia: sillä on suurin mitattu hajoamisenergia ja se on puoliintumisajaltaan kaikkein lyhytikäisin perustilan protoniemitteri, jonka hajoaminen on kyetty suoraan havaitsemaan. 

Nopean hajoamisen mittaamisen teki mahdolliseksi moderni digitaalinen signaalinkäsittelytekniikka, jolla voidaan nauhoittaa ”jälkiä”. Oheisessa kuvassa on esitetty kaksi esimerkkijälkeä 149Lu-hajoamisesta. Vertaamalla mittaustuloksia teoreettisiin laskuihin tutkijat kykenivät päättelemään, että 149Lu-ydin ei ole pallomainen vaan vahvasti ”kurpitsan muotoinen” eli oblaatti. 

Tämä on ensimmäinen kerta, kun protonihajoamisen malleja kyetään testaamaan näin vahvasti oblaattideformoituneilla ytimillä. Nämä havainnot auttavat kehittämään sekä atomimassamalleja että protoniemission teoreettista mallintamista, joita kumpaakin tarvitaan esimerkiksi alkuaineiden alkuperän ymmärtämiseen. Tutkimustulokset on julkaistu Editors’ Suggestion -merkinnällä Physical Review Letters -lehdessä.
  • Julkaisu: Phys. Rev. Lett. 128, 112501 (2022)

Aiheeseen liittyviä uutisia

Jouni Ruotsalainen
Tiedeuutinen
6.5.2025

Tutkijat ovat askeleen lähempänä antineutriinon massan ymmärtämistä

Jyväskylän yliopiston fysiikan laitoksen tutkijat ovat löytäneet mahdollisen beetahajoamisen, jota voitaisiin käyttää elektronin antineutriinon massan määrittämiseen. Tutkimus on julkaistu arvostetussa Physical Review Letters -lehdessä.
Fysiikan laitos on vahvasti mukana tutkimuslaitos CERN:n toiminnassa.
Tiedeuutinen
23.4.2025

Euroopan hiukkasfysiikan tutkimuskeskuksen LHC-kokeille kolmen miljoonan dollarin palkinto - Jyväskylän yliopiston fysiikan laitos mukana kokeissa

Jyväskylän yliopiston fysiikan laitos on vahvasti mukana Euroopan hiukkasfysiikan tutkimuskeskuksen ALICE kokeessa. Tutkimuskeskuksen suuret kokeelliset yhteisöt, mm. ALICE, jakavat vuoden 2025 Breakthrough Prize in Fundamental Physics -palkinnon.
Monikäyttösäteilyilmaisin
Tiedeuutinen
15.4.2025

Uudenlainen kaikkia ionisoivan säteilyn lajeja havaitseva kannettava ilmaisin parantaa säteilyturvallisuutta

Jyväskylän yliopisto ja Säteilyturvakeskus (STUK) ovat kehittäneet uudenlaisen kannettavan monikäyttösäteilyilmaisimen, jota voidaan verrata esimerkiksi Sveitsin armeijan linkkuveitseen. Laite havaitsee käytännössä kaikkia ionisoivan säteilyn lajeja.