அணுக்கருக்களின் மறைந்த காந்தத்தன்மை மர்மமான காமா கதிர்களை விளக்கக்கூடும்

அணுக்கருவியலில் பல தசாப்தங்களாக நீடித்த ஒரு புதிரை ஒரு புதிய ஆய்வு விளக்கக்கூடும்: சில அணுக்கருக்கள் விஞ்ஞானிகள் எதிர்பார்ப்பதை விட அதிகமான குறை-ஆற்றல் காமா கதிர்களை ஏன் வெளியிடுகின்றன? அரிய ஐசோடோப் கற்றைகள் வசதி (FRIB) தலைமையிலும், லாரன்ஸ் லிவர்மோர் தேசிய ஆய்வகத்தின் (LLNL) ஆய்வாளர்களுடனும் நடத்தப்பட்ட இந்த ஆய்வு, Nature இதழில் வெளியாகியுள்ளது; இது வானியல் இயற்பியல், அணுசக்தி, தேசிய பாதுகாப்பு மற்றும் அணுசார் தடயவியல் ஆகியவற்றுக்கான தாக்கங்களுடன், அணுக்கருக்களின் அமைப்பு குறித்த புதிய நுண்ணறிவை வழங்குகிறது.

காமா கதிர்கள், தெரியும் ஒளி மற்றும் வானொலி அலைகள் போன்றே ஒரு மின்காந்த கதிர்வீச்சு வடிவம்; உற்சாகமடைந்த அணுக்கருக்கள் கதிரியக்க சிதைவின்போது ஆற்றலை இழந்து, குறைந்த, நிலையான நிலைகளுக்கு மாறும்போது இவை வெளியிடப்படுகின்றன. பல தசாப்தங்களாக, சில அணுக்கருக்கள் எதிர்பாராத அளவுக்கு அதிகமான குறை-ஆற்றல் காமா கதிர்களை வெளியிடுவதை விஞ்ஞானிகள் கவனித்துள்ளனர்; 'குறை-ஆற்றல் மேம்பாடு' என அழைக்கப்படும் இந்த விளைவு, ஒவ்வொரு அணுக்கருவிலும் காணப்படுவதில்லை. "இந்த குறை-ஆற்றல் மேம்பாடு தத்துவத்தால் முன்னரே அறியப்படவில்லை, எனவே இது முதன்முதலில் காணப்பட்டபோது விஞ்ஞான சமூகத்திற்கு ஒரு அதிர்ச்சியாக இருந்தது," என ஆய்வின் முதன்மை ஆசிரியரும் FRIB-இன் முன்னாள் முனைவர் மாணவருமான எலினோர் ரோனிங் கூறுகிறார். "இது எங்கு நிகழும் என்பதை கணிப்பது கடினம் — எந்த அணுக்கருக்கள் இதைக் காட்டும் என்று எங்களுக்குத் தெரியாது."

இந்த விளைவுக்கு அணுக்கருவினுள் நிகழும் காந்த இடமாற்றங்களே காரணம் என புதிய முடிவுகள் வலுவான சான்றுகளை வழங்குகின்றன. "இது ஒரு முக்கிய முன்னேற்றம்," என ஆய்வின் இணை முதன்மை ஆசிரியரும், LLNL-இன் முன்னாள் பிந்தைய முனைவர் ஆய்வாளரும், தற்போது ஒஹையோ பல்கலைக்கழக உதவிப் பேராசிரியருமான ஆண்ட்ரியா ரிச்சர்ட் கூறுகிறார். "பரிசோதனை அவதானிப்புகளையும் தத்துவத்தையும் இணைக்கும் ஒரு சீரான விளக்கம் இப்போது எங்களிடம் உள்ளது."

இதை ஆராய, கதிரியக்க தாமிர ஐசோடோப் ஒன்று துத்தநாகமாக சிதையும்போது வெளியாகும் காமா கதிர்களை ஆய்வாளர்கள் அளந்தனர். FRIB-இன் சிறப்பு கருவிகள், இரு தனித்துவமான சிதைவு நிலைகளை பிரித்து தனித்தனியாக ஆராய அனுமதித்தன: ஒன்று மின் இடமாற்றம் — அணுக்கருவினுள் புரோட்டான்கள் இடம் மாறின; மற்றொன்று காந்த இடமாற்றம் — நியூட்ரான்களும் புரோட்டான்களும் தங்கள் உள் காந்தங்களைப் புரட்டிக்கொண்டன. காந்த இடமாற்றம் மட்டுமே காமா கதிர்களில் குறை-ஆற்றல் மேம்பாட்டை உருவாக்கியது; இது இந்த நிகழ்வு காந்தத் தன்மை கொண்டது எனக் காட்டியது.

இந்த ஆய்வு ஒரே ஒரு அணுக்கருவை மட்டுமே மையமாகக் கொண்டிருந்தாலும், இந்த கண்டுபிடிப்புகள் பரந்த அளவிலான தனிமங்கள் மற்றும் வினைகளுக்கான அணுக்கரு மாதிரிகளை மேம்படுத்தக்கூடும் என ஆய்வாளர்கள் கூறுகின்றனர். "இந்த கண்டுபிடிப்புகளின் அடிப்படையிலான மேம்பட்ட தத்துவத்தைப் பயன்படுத்தி, எங்கள் கையிருப்பு செயல்திறன் குறித்த அறிவையும், கடந்தகால சோதனைத் திட்ட முடிவுகளின் விளக்கத்தையும் நாங்கள் மேம்படுத்த முடியும்," என LLNL விஞ்ஞானி டாரென் ப்ளூயெல் கூறுகிறார். "கூடுதலாக, அணுசார் தடயவியலையும் — ஒரு அணுசார் நிகழ்வு நடந்ததா என்பதை உறுதிப்படுத்தி, மிகவும் சாத்தியமான மூலத்தை கண்டறியும் எங்கள் திறனையும் — நாங்கள் மேம்படுத்த முடியும்." நட்சத்திரங்கள், சூப்பர்நோவாக்கள் மற்றும் நியூட்ரான் நட்சத்திர இணைவுகளில் நிகழும் அணுக்கரு வினைகளை — கன தனிமங்களை உருவாக்கும் வினைகள் உட்பட — சிறப்பாக மாதிரியாக்கவும் இந்த கண்டுபிடிப்புகள் உதவக்கூடும்.