С помощью наиболее мощного сверхкомпьютера в США – «Титана», исследователи продемонстрировали, что нуклид 78Ni представляет собой дважды магическое ядро, то есть исключительно устойчивое ядро. Результаты исследования могут увеличить наше понимание об устойчивости материи.
Рисунок из Phys. Rev. Lett., 2016, 117, 172501
У атомных ядер имеются индивидуальные оболочки с различными энергетическими уровнями. Так называемые магические числа (2, 8, 20, 28, 50, 82 и 126) соответствуют полностью заполненным оболочкам, обычно обуславливающим высокую устойчивость соответствующих нуклидов. Если и число протонов, и число нейтронов в ядре соответствуют магическим числам, такие ядра относят к дважды магическим. Дважды магические ядра, как правило, гораздо прочнее своих соседей по Периодической системе.
Нуклид никель-58 представляет собой самый распространенный из изотопов никеля, его ядро образовано 28 протонами и 30 нейтронами. Считается, что никель-78 с пятьюдесятью нейтронами должен проявлять особую устойчивость и играть ключевую роль в нуклеосинтезе элементов, более тяжелых, чем железо, в сверхновых звездах. Тем не менее, на Земле, в лабораторных условиях этот нуклид еще никому не удавалось получить. Чтобы найти ответ на вопрос – существует ли вообще хотя бы принципиальная возможность получения этого нуклида – исследователи из Национальной лаборатории Оак Ридж (Теннесси, США) использовали компьютерный комплекс «Титан» Задача стояла в подтверждении или опровержении того, действительно ли ядро 78Ni дважды магическое и исключительно стабильно. Расчеты энергий всех возможных конфигураций ядра заняли огромное количество машинного времени.
Исследователи утверждают, что они провели первые реалистичные расчеты внутренней структуры ядра 78Ni и получили убедительные доказательства того, что это ядро является дважды магическим. Более того – было обнаружено, что исключительная стабильность 78Ni позволяет ему принимать еще два нейтрона и не разрушаться. В перспективе исследователи планируют рассчитать параметры еще одного пока недоступного экспериментально дважды магического ядра – нуклида 100Sn.
По материалам сайта chemport.ru