ไอโซโทปมวลยิ่งยวดใหม่และสถานะตื่นเต้นสามารถชี้ทางไปสู่เกาะแห่งเสถียรภาพ

ไอโซโทปใหม่ของดาร์มสตัดเทียมและสถานะตื่นเต้นใหม่ของโคเปอร์นิเซียม-282 ได้ถูกค้นพบในสายโซ่การสลายตัวของฟลีโรเวียมธาตุหนักยิ่งยวดโดยทีมนักวิจัยนานาชาติ การค้นพบโดยAnton Såmark-Rothจาก Lund University ในสวีเดนและเพื่อนร่วมงานได้ให้ข้อมูลที่สำคัญแก่นักฟิสิกส์นิวเคลียร์ที่พยายามสร้างองค์ประกอบ superheavy ที่มีอายุยืนยาวซึ่งอยู่ภายในเกาะแห่งความมั่นคง

สังเคราะห์ครั้งแรกในปี 2545 oganesson 

มีเลขอะตอม 118 และปัจจุบันเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่หนักที่สุดที่รู้จัก นับตั้งแต่การค้นพบ นักวิจัยยังคงค้นหาองค์ประกอบที่หนักกว่านั้นต่อไป แต่ต้องเผชิญกับอุปสรรคสำคัญ เมื่อธาตุหนักขึ้น ความไม่สมดุลที่เพิ่มขึ้นระหว่างจำนวนโปรตอนและนิวตรอนมักจะทำให้จำนวนโปรตอนและนิวตรอนไม่เสถียรมากขึ้น ทำให้นักวิจัยสังเคราะห์พวกมันในห้องปฏิบัติการได้ยากขึ้น

แนวโน้มนี้จะกลับกันเมื่อนิวเคลียสมีจำนวนโปรตอนหรือนิวตรอน “มหัศจรรย์” สิ่งนี้สร้าง “เกาะแห่งความมั่นคง” ในส่วนที่ปั่นป่วนอย่างอื่นของแผนภูมินิวไคลด์ ซึ่งสร้างนิวเคลียสในแง่ของปริมาณโปรตอนและนิวตรอน เกาะเหล่านี้สามารถเป็นก้าวสำคัญสำหรับนักวิจัยที่ต้องการสังเคราะห์องค์ประกอบที่หนักกว่าโอกาเนสสัน เชื่อกันว่าเกาะแห่งหนึ่งดังกล่าวจะเกิดขึ้นที่บริเวณฟลีโรเวียม-298 ซึ่งคาดการณ์ว่าจะเป็น “ความมหัศจรรย์ทวีคูณ” สำหรับโปรตอนและนิวตรอน ปัจจุบันไอโซโทปนี้ไม่สามารถผลิตได้ในห้องปฏิบัติการ แต่เป็นเป้าหมายที่นักฟิสิกส์นิวเคลียร์ให้ความสนใจเป็นอย่างมาก

การสลายตัวของอัลฟ่าในการทดลองของพวกเขา Såmark-Roth และเพื่อนร่วมงานได้ศึกษาการสลายตัวของธาตุนั้นสองรุ่นที่เบากว่า: flerovium-288 และ 286 ไอโซโทปเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นโดยการยิงลำแสงแคลเซียมไอออนที่รุนแรงลงในพลูโทเนียมโดยใช้โรงงาน TASCA ที่GSI Helmholtz Center สำหรับการวิจัยไอออนหนักในดาร์มสตัดท์ ประเทศเยอรมนี หลังจากการก่อตัวของมัน ฟลีโรเวียมจะสลายตัวอย่างรวดเร็วโดยการปล่อยอนุภาคแอลฟา (นิวเคลียสฮีเลียม-4) ทำให้เกิดนิวเคลียสที่ไม่เสถียรซึ่งจะสลายตัวต่อไป

การขยายตัวที่ใหญ่ที่สุดของจักรวาลเคมีที่เป็นที่รู้จัก

ซึ่งกำหนดเป้าหมายโดยโรงงานนิวเคลียร์ FRIB ทีมวิจัยได้ศึกษากลุ่มการสลายตัวโดยใช้สเปกโทรสโกปีนิวเคลียร์ที่มีความละเอียดสูง ซึ่งเกี่ยวข้องกับการวัดรังสีประเภทต่างๆ ที่ปล่อยออกมาจากนิวเคลียสที่สลายตัว แม้ว่าจะตรวจพบโซ่หลายสิบสาย แต่สองสายก็มีความน่าสนใจเป็นพิเศษ หนึ่งคือฟลีโรเวียม-288 สลายตัวเป็นโคเปอร์นิเซียม-284 ซึ่งตัวมันเองสลายไปเป็นดาร์มสตัดเทียม-280 ซึ่งเป็นไอโซโทปที่ไม่เคยพบเห็นมาก่อน ในห่วงโซ่การสลายตัวที่สอง ฟลีโรเวียม-286 จะสลายตัวเป็นโคเปอร์นิเซียม-282 ที่ตื่นเต้นซึ่งมีจำนวนเท่ากันของทั้งโปรตอนและนิวตรอน อีกครั้งที่สิ่งนี้ไม่เคยเห็นมาก่อนในนิวเคลียสหนักมากที่ตื่นเต้น

การสังเกตกลุ่มการสลายตัวเหล่านี้และการมีอยู่ของสถานะตื่นเต้นของโคเปอร์นิเซียม-282 ให้ข้อมูลที่สำคัญสำหรับนักฟิสิกส์ที่พัฒนาแบบจำลองทางทฤษฎีของฟลีโรเวียม-298 และอาจชี้นักฟิสิกส์ไปในทิศทางที่ถูกต้องเพื่อค้นหาเกาะที่มีความเสถียร

เจลโพลีเมอร์ที่ทำขึ้นโดยนักวิจัยในสหรัฐอเมริกาและได้รับแรงบันดาลใจจากพืช Flytrap ของ Venus สามารถสแน็ป กระโดด และ “รีเซ็ต” ตัวเองได้โดยอัตโนมัติ วัสดุที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเองใหม่อาจมีการใช้งานในหุ่นยนต์ขนาดไมครอนและอุปกรณ์อื่นๆ ที่ทำงานโดยไม่ต้องใช้แบตเตอรี่หรือมอเตอร์

Alfred Crosby หัวหน้าทีม ศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมพอลิเมอร์กล่าวว่า “พืชและสัตว์หลายชนิด โดยเฉพาะสัตว์ขนาดเล็ก ใช้ชิ้นส่วนพิเศษที่ทำหน้าที่เหมือนสปริงและสลักเพื่อช่วยให้พวกมันเคลื่อนที่ได้เร็วมาก เร็วกว่าสัตว์ที่มีกล้ามเนื้อเพียงลำพังมาก” Alfred Crosby หัวหน้าทีมอธิบายวิทยาลัยวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ UMass Amherst “กับดักแมลงวันวีนัสเป็นตัวอย่างที่ดีของการเคลื่อนไหวประเภทนี้ 

เช่นเดียวกับตั๊กแตนและมดกรามในโลกของสัตว์

ขาดเสถียรภาพโรงงาน flytrap ของ Venus ทำงานโดยควบคุมความดัน turgor นั่นคือการบวมที่เกิดจากน้ำที่กักเก็บไว้ดันผนังเซลล์ของพืชจะกระจายผ่านใบ นอกเหนือจากจุดหนึ่ง การบวมนี้นำไปสู่สภาวะที่เรียกว่าความไม่มั่นคงในการหัก ซึ่งแรงกดที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยจากฝีเท้าของแมลงวันก็เพียงพอแล้วที่จะทำให้พืชปิดตัวลง จากนั้นโรงงานจะสร้างโครงสร้างภายในขึ้นใหม่โดยอัตโนมัติเพื่อเตรียมพร้อมสำหรับมื้อต่อไป

ก่อนหน้านี้นักวิจัยได้ใช้ความไม่เสถียรของการหักงอที่เกิดจากอาการบวมเหล่านี้เพื่อขยายกำลังของมอเตอร์เทียม เนื่องจากพวกมันสามารถแปลงเอาท์พุตของมอเตอร์เป็นการเคลื่อนที่ได้ดี (ลองนึกถึงการดึงหนังยางแล้วปล่อยมือ) ปัญหาคือจนถึงตอนนี้ อุปกรณ์ที่ใช้เจลประดิษฐ์สามารถสแน็ปช็อตได้เพียงครั้งเดียว เนื่องจากไม่มีกลไกการสร้างตัวเองใหม่ภายในที่ทำให้สแน็ปช็อตซ้ำๆ เกิดขึ้นได้ในโครงสร้างที่มีชีวิต เช่น ฟลายแทรป Venus

สลายตัวชั่วคราวทีมของ Crosby แก้ปัญหานี้ได้ด้วยการควบคุมกระบวนการที่มักถูกมองข้ามซึ่งเรียกว่าการขจัดคราบชั่วคราว พวกเขาค้นพบกลไกของกระบวนการนี้โดยบังเอิญ เมื่อสังเกตเห็นแถบยืดหยุ่นยาวของเจลโพลีเมอร์เคลื่อนที่เมื่อของเหลวภายในระเหยไป แม้ว่าการเคลื่อนไหวดังกล่าวส่วนใหญ่จะช้า แต่บ่อยครั้งที่นักวิจัยเห็นว่าการเคลื่อนไหวนั้นเร็วขึ้น “การเคลื่อนไหวที่เร็วขึ้นเหล่านี้เป็นความไม่เสถียรที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในขณะที่ของเหลวระเหยออกไปอีก” พวกเขาอธิบาย “การศึกษาเพิ่มเติมเปิดเผยว่ารูปร่างของวัสดุมีความสำคัญและแถบสามารถรีเซ็ตตัวเองเพื่อเคลื่อนไหวต่อไปได้”

เพื่อตรวจสอบกลไกเบื้องหลังปรากฏการณ์นี้ นักวิจัยได้ทำแถบวัสดุหนา 0.2 มม. กว้าง 5 มม. และยาว 60 มม. จากโพลี (ไดเมทิลไซลอกเซน), PDMS และวางลงในตัวทำละลายของเอ็น-เฮกเซน พวกเขาเลือกเอ็น-เฮกเซนเนื่องจากมีความเกี่ยวข้องสูงสำหรับ PDMS ทำให้วัสดุพองตัวเต็มที่ เมื่อแถบพองตัวแล้ว ก็นำไปวางบนแผ่นโพลี (เตตระฟลูออโรเอทิลีน) สีดำ PTFE โพลีเมอร์นี้ช่วยลดผลกระทบของแรงเสียดทานต่อการเคลื่อนที่ของแถบและป้องกันไม่ให้ตัวทำละลายซึมเข้าสู่พื้นผิว

Credit : nykodesign.com nymphouniversity.com offspringvideos.com onlinerxpricer.com paleteriaprincesa.com