lipiec 1996 (tom 5, numer 7)
naukowcy z SUNY-Stony Brook z powodzeniem uwięzili najrzadszy naturalnie występujący pierwiastek na świecie, francium, ustawiając scenę dla precyzyjnych pomiarów na stole, w jaki sposób słaba siła jądrowa manifestuje się na poziomie atomowym. Zespół Stony Brook opracował technikę przechwytywania ponad 10 000 atomów francjowych w objętości o wielkości główki szpilki, przy użyciu sześciu wiązek laserowych i niejednorodnego pola magnetycznego.,
Francium jest najcięższym pierwiastkiem alkalicznym i najmniej stabilnym z pierwszych 103 pierwiastków układu okresowego. Mniej niż 30 gramów występuje na ziemi w jednym czasie, w złożach uranu. Pojawia się, atom po atomie, gdy rozpadają się cięższe atomy i znika w czasie krótszym niż 20 minut, gdy rozpada się samo francium. Podczas gdy sztuczne tworzenie francium nie było problemem, głównym wyzwaniem było złapanie atomów francium i zbadanie ich., Naukowcy z Stony Brook, Berkeley i gdzie indziej wcześniej używali pułapek magneto-optycznych do zbierania radioaktywnych atomów, ale wyzwaniem dla francium było wymyślenie, jak dostroić lasery pułapkowe, ponieważ nie ma znanych stabilnych izotopów francium do wykorzystania jako odniesienia. Ostatnie wydarzenia opisał Gene Sprouse w miniserialu DNP w piątek na wspólnym spotkaniu APS/AAPT.,
zespół SUNY, kierowany przez Luisa Orozco, może teraz produkować milion jonów na sekundę francium-210, który ma okres półtrwania około trzech minut, bombardując złoty cel bardzo blisko temperatury topnienia wiązkami tlenu z nadprzewodzącego akceleratora liniowego w Stony Brook. „Nie możesz wypić butelki francium ani granulatu francium”, powiedział Orozco. „Musisz robić to cały czas, aby z tym pracować.,”
ponieważ atomy zostały stworzone z zbyt dużą ilością energii, aby mogły zostać natychmiast uwięzione za pomocą laserów, zespół Stony Brook opracował metody szybkiego i skutecznego usuwania z nich energii. Po przekształceniu jonów w neutralne atomy i znacznym ich spowolnieniu, wysyłają francium do pułapki magneto-optycznej, urządzenia wykorzystującego sześć wiązek laserowych – które musiały być dostrojone do właściwej częstotliwości, aby spowolnić i ograniczyć atomy-i nieuniform pola magnetycznego., Wewnątrz pułapek Atomy odbijają się tam iz powrotem między specjalnie powlekanymi szklanymi ścianami, spowalniając niektóre Atomy na tyle, aby mogły zostać złapane w środku pułapki.
teraz, gdy ten rzadki pierwiastek może być skoncentrowany i ograniczony, zespół badawczy planuje zbadać właściwości atomowe atomów francium, co otwiera nowe horyzonty dla zrozumienia struktury atomowej bardzo ciężkiego pierwiastka. Na przykład, po raz pierwszy zaobserwowano nowy poziom energii, a pomiary życiowe są w toku.,
badania uwięzionych francium mogą również ostatecznie prowadzić do precyzyjnych pomiarów zjawiska znanego jako niezakonserwowanie parzystości, które następnie dostarczyłoby informacji na temat wzajemnych relacji między siłą elektromagnetyczną i słabą. Przemiana energii francjowej jest zabroniona przez oddziaływanie elektromagnetyczne, ponieważ narusza parytet, ale jest dozwolona przez oddziaływanie słabe naruszające parytet. Skutki naruszenia parzystości są co najmniej 18 razy bardziej wyraźne we francium niż w cezu, innym atomie, w którym badano naruszenie parzystości.