חוקרים אמריקאים השתמשו בשיטה חדשה וחדשנית כדי ליצור, ללכוד ולחקר את האיזוטופ הליום -8 החמקמק. באמצעות "מלכודת לייזר", פיזיקאים במעבדה הארצית בארגונה של האנרגיה מיפו במדויק את התפלגות האטום ויכולים לעזור לנו להבין את המדע שמאחורי כוכבי נויטרונים אקזוטיים.
אז איך אתה "לוכד" איזוטופ הליום -8? התשובה היא רחוקה מלהיות פשוטה, אבל הפיזיקאי של ארגון, פיטר מולר, מצא פיתרון. באמצעות מתקן הציקלוטרון GANIL בצפון צרפת ניתן לייצר איזוטופים הליום -4, 6 ולפעמים איזוטופים הליום -8. זהו אחד הציקלוטרונים היחידים שהוא העולם שיש בו מספיק אנרגיה כדי לייצר איזוטופ הליום -8. זה הכל טוב מאוד ליצור את החלקיק, אך כדי להפריד הליום -8 משאר אחיו האיזוטופים האחרים של הליום, דרוש "כלא" לייזר חכם ומדויק ביותר כדי שאיזוטופ ההליום הכבד יותר ייפול אליו, תוך שהוא מאפשר לאיזוטופים אחרים, קלים יותר, ל לטוס ישר דרך.
משמשים כ"סורגים "של שערי הכלא, שישה לייזרים מיושרים במדויק במרווח כזה שרק איזוטופים במידות הליום -8 נלכדים. כאשר הם מיושרים, הליום -8 ייפול ביניהם, ואם האיזוטופ ינסה לברוח, כוחות ההדחה שומרים על האיזוטופ דומם. ברגע שמותר מספיק זמן לעבור (אטום הליום -8 אחד נוצר כל שתי דקות) הצוות יורה שני לייזרים נוספים לאמצע באותה תדר כמו התדר המהדהד של הליום -8. אם כלא הלייזר בוהק, הליום -8 נלכד.
בצורת ההליום השכיחה והיציבה ביותר יש שני פרוטונים ושני נויטרונים. הליום יכול להיות גם שניים לא יציב איזוטופים, הליום -6 (ארבעה נויטרונים) והליום -8 (שישה נויטרונים). באיזוטופים הלא יציבים היוצרים הנויטרונים הנוספים "הילה" סביב הליבה המרכזית הקומפקטית (בתמונה למעלה). בהליום -6 יש הילה המכילה שני נויטרונים ובהליום -8 יש הילה של ארבעה נויטרונים. בהילה המכילה שני נויטרונים, להליום -6 יש "נדנדה" מובחנת שכן נייטרוני ההילה מסדרים את עצמם בצורה לא סימטרית סביב הליבה (כלומר הם מתלווים זה לזה). צלעות רוח זו מרחיקה את מרכז האיזון הרחק מהליבה ועוד לכיוון זוג ההייטרונים ההילה. הליום -8 לעומת זאת מתנדנד פחות כאשר ארבעת נויטרוני ההילה מסדרים את עצמם בצורה סימטרית יותר סביב הליבה. מלכודת הלייזר היא השיטה היחידה הידועה ללכידת אטום הליום -8, ובשל כך ניתן לבחון את מבנה ההילה שלו עד כדי דיוק גבוה כל כך.
מדידת המאפיינים של הליום 8 מורכבת על ידי הרדיואקטיביות שלו. הליום 8 בעל אורך חיים של עשירית השנייה בלבד, ולכן יש לבצע את כל המדידות של האטום באופן מיידי כאשר מתגלה "זוהר הכלא". לפיכך מתבצעות המדידות "און ליין", שהיא משימה קשה בפני עצמה.
איתור האיזוטופ הליום -8 הנדיר הוא צעד חשוב לפיזיקאים חלקיקים ואסטרופיסיקאים כאחד. חשוב להבין כיצד הליום מגדיר את עצמו לאחר הייצור ממאיץ החלקיקים, אך הוא מועיל גם כאשר מבינים את תכונותיהם של גופים קוסמיים כמו כוכבי נויטרונים. ההשלכות של ניסוי ארגונה יהיו מועילות ככל שתצפיות טובות יותר של ספקטרוסקופיות יתקבלו כך שחתימת מבנה הליום -8 עשויה להתגלות אחרת מאשר על פני כדור הארץ.
מקור: Physorg.com
