Läpimurto ydinfysiikassa – kolmen eri muodon rinnakkaiselo mitattu ensimmäistä kertaa
Ydinfysiikassa on saavutettu uusi merkkipaalu, kun lyijy-190:n (190Pb) atomiytimessä havaittiin samanaikaisesti kolme erilaista deformaatiota. Nämä voidaan liittää pallomaiseen, oblaattiin (tomaatin kaltainen) ja prolaattiin (vesimelonin kaltainen) muotoon. Tieto haastaa nykyiset teoreettiset mallit ja auttaa kehittämään parempia ydinvuorovaikutusmalleja. Tulokset julkaistiin Communications Physics -lehdessä tammikuussa 2025.
Vaikka erilaisten muotojen yhteiselo atomiytimessä on ollut tiedossa yli kuuden vuosikymmenen ajan, on kolmen muodon rinnakkaiselon todistaminen suoralla mittauksella ollut vaikeaa. Jyväskylän ja Liverpoolin yliopistojen tutkijoiden mittauksissa yhdistettiin rekyylimerkkausmenetelmä γ- ja elektronispektroskopian tekniikoihin. Mittaukset vahvistivat 190Pb ytimen korkeamman viritystilasarjan prolaatin muodon. Matalin viritystilasarja osoittautui oblaatiksi haastaen aiemmat tutkimukset, joissa ehdotettiin pallomaista muotoa. Lisäksi tutkimuksessa löydettiin ensimmäistä kertaa pallomaiseen muotoon liitettävä viritystila. Kaikki muodot esiintyvät samanaikaisesti lähellä perustilaa.
- 190Pb on yksi kiehtovimmista tutkimistamme ytimistä, sanoo kaksoistutkintoa Liverpoolin ja Jyväskylän yliopistoissa suorittava väitöskirjatutkija Adrian Montes Plaza, joka analysoi kokeissa kerätyn datan. Muotojen rinnakkaiselon lisäksi näyttää siltä, että 190Pb voisi toimia oppikirjaesimerkkinä tapauksesta, jossa aaltofunktiot ja muodot sekoittuvat merkittävästi, hän jatkaa.
Eri tekniikoilla yksityiskohtaisempaa tietoa atomiytimestä
Kokeet suoritettiin Jyväskylän yliopiston kiihdytinlaboratoriossa, jossa 190Pb ytimen ominaisuuksia tutkittiin kolmella eri tekniikalla. Ensimmäisessä mitattiin kerkeitä γ-säteitä ja konversioelektroneja kohtioalueella. Toinen mittaus keskittyi isomeeristen tilojen purkautumisien seurauksena syntyneisiin γ-säteisiin ja kolmannessa tekniikassa hyödynnettiin Doppler-ilmiötä ytimen viritystilojen elinaikojen mittaamiseen.
- Useiden kokeellisten tekniikoiden yhdistäminen osoittautui tehokkaaksi lähestymistavaksi harvinaisten ydinilmiöiden tutkimiseen, selittää yliopistotutkija Janne Pakarinen Jyväskylän yliopistosta. Eri menetelmät tarjoavat täydentävää tietoa, mikä mahdollistaa paremman kuvan luomisen 190Pb ytimen eri muodoista, hän jatkaa.
Ydintutkimus haastaa olemassa olevat teoreettiset mallit
Tutkimus korostaa myös harvinaisten ytimien, kuten 190Pb:n, merkitystä teoreettisten mallien kehittämisessä. Muotojen rinnakkaiselo asettaa huomattavan haasteen ydinteorioille kuvata monimutkaisia kvantti-ilmiöitä. Nyt julkaistut tulokset tarjoavat myös tärkeän vertailukohdan uusien ydinvuorovaikutusmallien parantamiseksi.
Artikkelin tiedot:
- Linkki tutkimukseen Nature-portfolion Communications Physics -lehdessä: https://doi.org/10.1038/s42005-024-01928-8
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Yliopistotutkija Janne Pakarinen, janne.pakarinen@jyu.fi, +358408054900
Elina LeskinenViestinnän asiantuntija
Puh:+358 50 461 7880elina.leskinen@jyu.fiKuvat
Linkit
Jyväskylän keskustassa sijaitsevan yliopiston kauniilla puistokampuksella sykkii monitieteinen ja moderni tiedeyliopisto – ihmisläheinen ja dynaaminen yhteisö, jonka 2500 asiantuntijaa ja 15 000 opiskelijaa etsivät ja löytävät vastauksia huomisen kysymyksiin. Jyväskylän yliopisto on ollut tulevaisuuden palveluksessa jo vuodesta 1863, jolloin suomenkielinen opettajankoulutus sai alkunsa täältä. Voimanlähteenämme on moniarvoinen vuoropuhelu tutkimuksen, koulutuksen ja yhteiskunnan välillä. Vaalimme tutkimuksen ja koulutuksen tasapainoa sekä ajattelun avoimuutta – sytytämme taidon, tiedon ja intohimon elää viisaasti ihmiskunnan parhaaksi. www.jyu.fi
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Jyväskylän yliopisto
Maankäyttö vaikuttaa boreaalisten järvien energialähteisiin17.4.2025 07:10:00 EEST | Tiedote
Järviekosysteemit vastaanottavat valuma-alueelta peräisin olevaa eloperäistä ainesta, joka päätyy mikrobien avustuksella ravintoverkkoon. Jyväskyläläinen tutkijaryhmä selvitti vedyn pysyvien isotooppien avulla maalta peräisin olevan eloperäisen energian määriä. Tutkimuksen mukaan pohjaeläinten ja niitä syövien kalojen maalta peräisin olevan energian määrä oli suurempaa kuin ulappa-alueen eläinplanktonin ja niitä syövien kalojen. Kaikkien kuluttajaryhmien maalta peräisin olevan energian määrä väheni tummista happamista metsäjärvistä kohti reheviä järviä, joiden valuma-alueella on paljon maataloutta.
Tuore väitöstutkimus selvittää, miten tragedia auttaa käsittelemään ilmastokriisiä17.4.2025 06:58:00 EEST | Tiedote
Tragediaa pidetään turhaan vanhentuneena ja jopa kuolleena teatterimuotona, vaikka sillä voisi olla paljon annettavaa ilmastonmuutoksen hahmottamisessa ja sen seurausten käsittelemisessä, toteaa YTM Henna Vainio, joka tutki filosofian väitöskirjassaan tragedian mahdollisuutta ja merkitystä erityisesti ilmastonmuutoksen aikakaudella.
Uusi jättivirus eristettiin Jyväskylässä ensimmäistä kertaa Suomessa16.4.2025 07:05:00 EEST | Tiedote
Jyväskylän yliopiston nanotiedekeskuksen tutkijat ovat ensimmäistä kertaa Suomessa eristäneet jättiviruksen, joka nimettiin Jyvaskylavirukseksi. Löytö osoittaa jättivirusten olevan luultua yleisempiä pohjoisilla alueilla sekä havainnollistaa, että on vielä paljon rakenteita, joiden alkuperää ja toimintoja ei ole kunnolla tutkittu.
Uudenlainen kaikkia ionisoivan säteilyn lajeja havaitseva kannettava ilmaisin parantaa säteilyturvallisuutta15.4.2025 07:05:00 EEST | Tiedote
Jyväskylän yliopisto on yhteistyössä Säteilyturvakeskuksen (STUK) kanssa kehittänyt uudenlaisen kannettavan monikäyttösäteilyilmaisimen, joka havaitsee käytännössä kaikkia ionisoivan säteilyn lajeja. Laitteesta voivat hyötyä mm. teollisuuden ja lääketieteen säteilynkäyttäjät, viranomaiset, ydinenergia-ala, ensivasteen toimijat sekä sotilaskäyttäjät. Teknologialle on haettu patenttia, ja seuraavaksi selvitetään sen kaupallistamismahdollisuuksia.
Tutkimustieto ei puolla perusopetuksen kansallisia kokeita14.4.2025 12:00:00 EEST | Tiedote
Perusopetuksen kansallisia kokeita ei ole koskaan käytetty Suomessa. Kansallisilla kokeilla tarkoitetaan koko ikäluokalle toteutettavia pakollisia kokeita tavallisimmin matematiikassa ja kielissä. Kokeiden käyttöönottoa on viime aikoina pohdittu vastauksena koululaisten oppimistulosten heikentymiseen ja arvioinnin yhdenvertaisuuden ongelmiin. Tuore tutkimus kuitenkin osoittaa, ettei valtakunnallisten kokeiden käyttöönottoa voida suositella.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme