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
Yliopistot muokkaavat relationaalisia johtajia muuttuvaan maailmaan13.1.2025 12:20:00 EET | Tiedote
MA Bhavani Ramamoorthi tarkastelee väitöstutkimuksessaan johtajuusidentiteetin kehittymistä sekä kollektiivisia johtajuuden muotoja. Tutkimuksessa korostetaan, kuinka kipeästi osallistavia, kollektiivisia ja relationaalisia johtajuuden muotoja tarvitaan – etenkin nopeasti muuttuvassa maailmassa navigoimiseksi.
Kävelykyky ja ympäristö tukevat iäkkäiden liikkumista13.1.2025 08:00:00 EET | Tiedote
TtM Essi-Mari Tuomola tutki väitöskirjassaan yksilöllisten tekijöiden, ympäristön piirteiden ja aktiivisuuden paikkojen yhteyttä iäkkäiden ulkona liikkumiseen. Liikkumista voidaan tukea kiinnittämällä huomiota esimerkiksi katujen kuntoon, lähiliikuntapaikkoihin ja palveluiden saavutettavuuteen.
Väitöstutkimus ehdottaa uusia menetelmiä ihmisen aivoaktiivisuuden langattomaan mittaamiseen liikunnan aikana10.1.2025 11:28:04 EET | Tiedote
Tutkijatohtori Alessandra Giangrande ehdottaa väitöskirjassaan uusia teknologisia ratkaisuja aivoaktiivisuuden mittaamiseen ja tulkintaan, etenkin liikunnan aikana. Tutkimus tuotti arvokasta tietoa siitä, kuinka aivomittauksia voi suorittaa liikkumisen aikana ja myös laboratorioympäristön ulkopuolella. Tutkimus raivaa tietä innovatiivisille tutkimuslinjoille aivojen ja kehon vuorovaikutuksen mittaamiseksi luonnollisissa tilanteissa: urheilussa, kuntoutuksessa, diagnostiikassa, jne.
Yliopiston tutkimusprofiili vahvistuu – Suomen Akatemialta rahoitusta yli 6 miljoonaa euroa10.1.2025 10:05:00 EET | Tiedote
Suomen Akatemia on myöntänyt yliopistojen profiloitumisrahoitusta Jyväskylän yliopistolle 6 045 000 euroa vuosille 2025-2030 keskeisten tutkimusalojen kehittämiseen.
Väitös: Rentouttavaksi tarkoitettu somen selailu voikin lisätä uupumusta – tutkimus listaa ratkaisuja teknostressin lievittämiseen10.1.2025 08:00:00 EET | Tiedote
Antti Hämäläisen väitöskirja tarkastelee vapaa-ajan teknologian käytön aiheuttamaa stressiä sekä siihen liittyviä hallintakeinoja keskittyen älypuhelimiin, sosiaaliseen mediaan ja digitaalisiin peleihin. Tutkimuksen mukaan teknostressin hallinta vaatii käyttäjältä sekä ennakoivia että reaktiivisia keinoja, esimerkiksi teknologiavapaita hetkiä ja keskustelua läheisten kanssa.
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