– juli 1996 (Volum 5, Antall 7)
Forskere ved SUNY-Stony Brook har blitt fanget verden»s mest naturlig forekommende grunnstoff, francium, sette scenen for høy presisjon bordplate målinger på hvordan den svake kjernekraften manifesterer seg på atom-nivå. Den Stony Brook team utviklet en teknikk for å felle mer enn 10 000 francium atomer i et volum på størrelse med et hode av en pin-kode, ved hjelp av seks laser bjelker og en inhomogeneous magnetiske felt.,
Francium er den tyngste alkali, og minst stabile av de første 103 elementer på den periodiske tabellen. Mindre enn 30 gram av den finnes på Jorden til enhver tid, i uran innskudd. Det vises, atom for atom, som tyngre atomer forfall, og det forsvinner i mindre enn 20 minutter som francium seg desintegrerer. Mens du oppretter francium kunstig har ikke vært et problem, det har vært en stor utfordring å felle francium atomer og studere dem., Forskere ved Stony Brook, Berkeley, og andre steder har tidligere brukt magneto-optiske feller å samle radioaktive atomer, men en utfordring med francium har vært å finne ut hvordan å tilpasse fangst lasere, siden det er ingen kjente stabile isotoper av francium å bruke som referanse. Siste utviklingen ble beskrevet av Genet Sprouse i en DNP Mini-symposium på fredag på Felles APS/AAPT Møte.,
SUNY team, ledet av Luis Orozco, kan nå produsere en million ioner per sekund av francium-210, som har en halveringstid på ca. tre minutter, ved å bombardere en gold mål svært nær smeltepunktet med bjelker av oksygen fra superledende lineær akselerator ved Stony Brook. «Du kan»t få en flaske av francium eller en pellet av francium,» sa Orozco. «Du må være å gjøre det hele tiden for å jobbe med det.,»
Fordi atomene ble opprettet med for mye energi til å være umiddelbart fanget med lasere, den Stony Brook team utviklet metoder for å ta energi fra dem raskt og effektivt. Etter konvertering av ioner i nøytrale atomer og bremse dem ned betraktelig, kan de sende francium inn i en magneto-optisk felle, en enhet med seks laserstråler som måtte være innstilt til riktig frekvens for å bremse og begrense atomer – og en nonuniform magnetiske felt., Inne i feller, atomene spretter frem og tilbake mellom spesielt belagt glass vegger, bremse ned noen atomer nok til å bli fanget i midten av fellen.
Nå at dette sjeldne element kan være konsentrert og avgrensede forsknings-teamet planer om å studere den atomære egenskaper av francium atomer, som åpner nye horisonter for forståelsen av atom-strukturen av et svært tungt element. For eksempel, en ny energi-nivå har blitt observert for første gang, og levetiden målene er i fremgang.,
Studier av fanget francium kan også til slutt føre til høy presisjon målingene av et fenomen som er kjent som paritet nonconservation, som ville da gi deg informasjon om det innbyrdes forholdet mellom elektromagnetisk og svak kraft. Den francium energi overgangen er forbudt av den elektromagnetiske interaksjon fordi det bryter med paritet, men er tillatt etter paritet-bryter svak interaksjon. Effekten av paritet brudd er minst 18 ganger mer uttalt i francium enn i cesium, et annet atom i som paritet brudd har blitt studert.