juli 1996 (Bind 5, Nummer 7)
Forskere ved SUNY-Stony Brook har med held fanget verdens sjældneste naturligt forekommende element, francium, sætter scenen for høj præcision bordplade målinger på, hvordan den svage kernekraft manifesterer sig på det atomare niveau. Stony Brook-teamet udviklede en teknik til at fange mere end 10.000 franciumatomer i et volumen på størrelse med et hoved på en stift ved hjælp af seks laserstråler og et inhomogent magnetfelt.,
Francium er den tungeste alkali og den mindst stabile af de første 103 elementer på det periodiske bord. Mindre end 30 gram af det findes på jorden på et hvilket som helst tidspunkt i uranaflejringer. Det ser ud til at være atom for atom, da tungere atomer forfalder, og det forsvinder på mindre end 20 minutter, når francium selv forfalder. Selv om det ikke har været et problem at skabe francium kunstigt, har det været en stor udfordring at fælde franciumatomer og studere dem., Forskere ved Stony Brook, Berkeley og andre steder har tidligere brugt magneto-optiske fælder til at indsamle radioaktive atomer, men det er en udfordring med francium har været at regne ud, hvordan at tune fældefangst lasere, da der ikke er nogen kendte stabile isotoper af francium at bruge som reference. Den seneste udvikling blev beskrevet af Gene Sprouse i et DNP Mini-symposia fredag på Joint APS/AAPT-mødet.,
SUNY team, ledet af Luis Orozco, nu kan producere en million ioner per sekund af francium-210, som har en halveringstid på omkring tre minutter, ved at bombardere en guld mål meget tæt på smeltepunktet med bjælker af ilt fra de superledende lineær accelerator på Stony Brook. “Du kan ikke have en flaske francium eller en pellet francium,” sagde Oro .co. “Du skal gøre det hele tiden for at arbejde med det.,”
fordi atomerne blev skabt med for meget energi til straks at blive fanget med lasere, udtænkte Stony Brook-teamet metoder til at fjerne energi fra dem hurtigt og effektivt. Efter konvertering af ioner i neutrale atomer og bremse dem ned betydeligt, de sender francium i en magneto-optisk fælde, en enhed, der beskæftiger seks laserstråler, som måtte være indstillet på den rigtige frekvens til at hæmme og begrænse atomer – og ikke uniforme magnetfelt., Inde i fælderne springer atomerne frem og tilbage mellem specielt belagte glasvægge, hvilket bremser nogle atomer nok til at blive fanget i midten af fælden.
nu hvor dette sjældne element kan koncentreres og begrænses, planlægger forskerteamet at studere franciumatomernes atomiske egenskaber, hvilket åbner nye horisonter for forståelsen af atomstrukturen i et meget tungt element. For eksempel er der observeret et nyt energiniveau for første gang, og levetidsmålinger er i gang.,
Undersøgelser af fanget francium kan også i sidste ende føre til høj-præcision målinger af et fænomen kendt som paritet nonconservation, som ville give oplysninger om inter-forholdet mellem de elektromagnetiske og svage kraft. Francium – energiovergangen er forbudt af den elektromagnetiske interaktion, fordi den krænker paritet, men er tilladt af den paritetsovertrædende svage interaktion. Virkningerne af paritet overtrædelse er mindst 18 gange mere udtalt i francium end i cæsium, et andet atom, hvor paritet overtrædelse er blevet undersøgt.