- Yeni bir ağır iyon hızlandırıcı , iki atom çekirdeğini ışık hızının yarısına kadar hızlandırabilir
- Karbon hedefiyle çarpıştıklarında , normalde yalnızca evrendeki en enerjik olaylar sırasında oluşan egzotik izotoplar oluşur.
- Temel araştırmalara ek olarak, izotoplar tıbbın da ilgi alanına girmelidir.
Yeni bir ağır iyon hızlandırıcı, evrende bulunan izotopların çoğunu üretecek. Bu parçacıkların çoğu henüz Dünya’da yok.
Doğu Lansing (ABD). Şimdiye kadar fizik , yaklaşık 3.000 izotop , yani aynı sayıda protona ancak farklı bir nötron içeriğine sahip atom çekirdeğini biliyordu. Bununla birlikte, kısa ömürlü atomlar alanında hala birkaç soru var. Örneğin, periyodik tabloda bilinen en ağır element olan oganesson’a ek olarak başka ağır elementlerin olup olmadığı belirsizdir. Birkaç milisaniyeden daha uzun süre devam eden izotopların olup olmadığı da net değil.
Michigan Eyalet Üniversitesi’nin Nadir İzotop Kirişleri Tesisi’ndeki (FRIB) bilim adamları, dünyanın en güçlü iyon topuyla bu soruları çözmeyi amaçlıyor. Bu özel parçacık hızlandırıcı , ağır iyonları yüksek enerjili diğer elementlere fırlatabilir. Çarpışma, nadir izotoplar da içeren ağır atomlar üretir. Fizikçiler, özelliklerine dayanarak uzayda yeni elementlerin nasıl oluştuğunu belirleyebilirler. Bu, örneğin süpernova patlamalarında ve yıldızların içinde olur.
500 metre uzunluğunda lineer hızlandırıcı
500 metre uzunluğundaki lineer hızlandırıcısı ile yeni FRIB ağır iyon hızlandırıcısı, ağır atom çekirdeklerini ışık hızının yarısından daha fazla hızlandırabilir. Bu, saniyede trilyonlarca izotop oluşturur. FRIB proje yöneticisi Paul Mantica, “Işın yoğunluğu, daha önce burada elde edilebilecek olandan binlerce kat daha yüksek olacak” diye açıklıyor.
Yeni egzotik izotoplar
Bu nedenle, dünyadaki en güçlü iyon topu, egzotik izotoplar üretmek için en uygun koşullara sahiptir. Atom birleşmeleri ve dolayısıyla yeni elementler ve izotoplar için şans, iyonların karbon hedefine çarptığı sayı ve enerji ile artar. FRIB laboratuvarının başkanı Thomas Glasmacher, “Potansiyel yeni keşifler için ölçütlerden biri birincil ışının yoğunluğudur ve FRIB dünyadaki en güçlü birincil ışına sahip olacaktır” diyor.
Birçok bilinmeyen izotop
Üretilen izotoplar dört elektromanyetik ayırıcı ile ayrılabilir. Bu şekilde, bilim adamları özellikle yeni izotopları arayabilir ve özelliklerini analiz edebilir. Projede yer alan bilim adamları, yeni ağır iyon hızlandırıcının evrende var olan tüm izotopların yaklaşık yüzde 80’ini üretebileceğini varsayıyorlar.
Bilinen yaklaşık 3.000 izotopa ek olarak, yakında birkaç bin yeni izotop eklenebilir. Şimdiye kadar çoğu Dünya’da yok çünkü evrendeki en enerjik süreçlerde oluşuyorlar. Artemis Spyrou, “Yıldızların içinde çok egzotik atom çekirdeklerini içeren, ancak şimdiye kadar bu egzotik çekirdekleri üretemeyen süreçler var” diye açıklıyor.
Tıpta pratik uygulamalar
“Bu tesisten alacağımız çok miktarda yeni bilgi inanılmaz. Bundan kesinlikle temel araştırma için yeni içgörüler bekliyoruz” diyor Spyrou. Temel araştırmaya ek olarak, izotopların pratik bir kullanımı da olmalıdır. Örneğin, kansere karşı yeni tedavilerin geliştirilmesinde ve yeni malzemeler için kullanılabilirler.