Опубликован первый экспериментальный результат на установке High-Intensity Heavy-Ion Accelerator Facility
Недавно научная группа Института современной физики Китайской академии наук совместно с коллегами успешно получила и идентифицировала редкое атомное ядро гафний-153 на установке High-Intensity Heavy-Ion Accelerator Facility (HIAF). Это первый физический результат, полученный в период пусконаладочных работ HIAF, подтверждающий, что новое поколение китайских установок для исследований с интенсивными тяжелоионными пучками уже способно исследовать неизвестные нуклиды и расширять карту нуклидов, что знаменует официальное начало пути научных открытий HIAF. Соответствующие результаты опубликованы в виде краткого сообщения в журнале Science Bulletin. Рис. Положение гафния-153 на карте нуклидов, синяя линия — граница известных нуклидов. Рис. | Ху Хоуюй, Ли ХунфуАтомное ядро состоит из протонов и нейтронов, различные комбинации количества протонов и нейтронов образуют многообразный мир нуклидов. Исследование неизвестных нуклидов и изучение границ существования атомных ядер является важным передовым направлением в области ядерной физики. Гафний-153 расположен в области тяжелых ядер с дефицитом нейтронов и является важным объектом для изучения эволюции структуры атомных ядер и пределов стабильности; до настоящего эксперимента он не был описан в литературе. Обнаружение и точное измерение этого нуклида способствует проверке теоретических моделей ядра и углублению понимания закономерностей структуры атомных ядер. В эксперименте научная группа использовала пучок висмута-209, предоставленный бустерным кольцом HIAF (BRing), для бомбардировки графитовой мишени и получения радиоактивных нуклидов посредством реакции фрагментации снаряда. Продукты реакции после селекции на линии высокоэнергетических радиоактивных пучков (HIRIBL) инжектировались в высокоточное кольцевое спектрометр (SRing). Группа использовала технику изохронной масс-спектрометрии для измерений и наблюдала в общей сложности 10 ионов гафния-153. Результаты измерений показывают, что гафний-153 является связанным или слабо связанным нуклидом, что согласуется с предсказаниями существующих теоретических моделей. В тот же период Институт физико-химических исследований (RIKEN) в Японии также независимо сообщил о наблюдении гафния-153; два исследования взаимно подтверждают друг друга, что дополнительно подчеркивает важную научную ценность этого нуклида. Рис. Сравнение экспериментально измеренного спектра периодов обращения ионов и смоделированного спектра, где пик при 1159,348 нс однозначно идентифицирован как гафний-153. Источник рисунка | Институт современной физикиУспешное обнаружение гафния-153 с крайне низкой вероятностью образования в этом эксперименте стало возможным благодаря совместному развитию ряда ключевых технологий HIAF. Высокоинтенсивные тяжелоионные пучки повысили способность к получению редких нуклидов, высокопроизводительная линия радиоактивных пучков обеспечила эффективное выделение целевого нуклида, а высокоточная изохронная масс-спектрометрия на кольцевом спектрометре обладает чувствительной способностью к детектированию одиночных ионов, что обеспечило важную поддержку для идентификации редких атомных ядер. По мере дальнейшего повышения характеристик HIAF ожидается, что чувствительность будущих экспериментов возрастет примерно на два порядка. HIAF будет играть еще более важную роль в исследовании неизвестных областей нуклидов, открытии новых нуклидов и изучении свойств атомных ядер в экстремальных условиях. Данное исследование выполнено Государственной ключевой лабораторией науки и технологий тяжелоионных исследований Института современной физики Китайской академии наук совместно с Университетом Китайской академии наук, Немецким центром исследования тяжелых ионов GSI им. Гельмгольца, Кёльнским университетом, Университетом Восточного Китая по технологиям, Гуандунской лабораторией передовых энергетических наук и технологий и другими организациями. Исследование поддержано Национальной программой ключевых исследований и разработок, проектом HIAF, Ассоциацией молодых инноваторов Китайской академии наук, Национальным фондом естественных наук Китая, проектами по привлечению талантов провинции Гуандун, проектами научно-технической программы провинции Ганьсу и другими проектами.
2026-08-03
