vuonna 1911 Ernest Rutherford havaitsi, että jokaisen atomin ytimessä on ydin. Atomiytimet koostuvat sähköisesti positiivisista protoneista ja sähköisesti neutraaleista neutroneista. Näitä pitää koossa vahvin tunnettu perusvoima, jota kutsutaan vahvaksi voimaksi. Ydin muodostaa paljon vähemmän kuin .01% atomin tilavuudesta, mutta sisältää tyypillisesti yli 99,9% atomin massasta. Aineen kemialliset ominaisuudet määräytyvät ydintä verhoavien negatiivisesti varautuneiden elektronien avulla., Elektronien määrä vastaa yleensä ytimen protonien määrää. Jotkin ytimet ovat epästabiileja, ja ne voivat hajota radioaktiivisesti, ja lopulta ne saavuttavat vakaan tilan fotonien (gammahajoaminen), elektronien tai positronien (beetahajoaminen), heliumytimien (alfahajoaminen) tai näiden prosessien yhdistelmän avulla. Useimmat ytimet ovat pallomaisia tai ellipsoidisia, joskin joitakin eksoottisia muotoja on olemassa. Ytimet voivat värähdellä ja kiertää, kun niihin törmää muita hiukkasia. Jotkut ovat epävakaita ja hajoavat tai muuttavat protonien ja neutronien suhteellista lukumäärää.,
DOE Office of Science: Contributions to Nuclei Research
the DOE Office of Nuclear Physics in the Office of Science tukee tutkimusta, jolla pyritään ymmärtämään kaikkia ydinmateriaalin muotoja. Tämä tutkimus sisältää mekanismeja, jotka muodostavat raskaita ytimiä kosmisissa neutronitähtien fuusioissa. Siihen kuuluu myös tumakkeiden aiemmin tuntemattomien ominaisuuksien purkautuminen niiden luonnollisessa tilassa tärkeisiin sovelluksiin lääketieteessä, kaupankäynnissä ja maanpuolustuksessa. Toinen tutkimusalue on ymmärtää tarkasti, miten ytimet ovat rakenteeltaan riippuen niiden sisällä olevien protonien ja neutronien määrästä., Muut tutkimukset keskittyvät kuumentamaan ytimiä varhaisuniversumin lämpötilaan ymmärtääkseen, miten ne tiivistyivät tuolloin vallinneesta kvarkki-gluonikeitosta.
ytimet faktat
- tyypillinen hiekanjyvä sisältää yli 10 miljoonaa biljoonaa ydintä. Se on 100 kertaa enemmän kuin sekunteja maailmankaikkeuden alusta.
- ydin muodostaa yli 99,9994% koko atomimassasta, mutta sen osuus atomimäärästä on alle yksi kymmenes biljoonasosa.
- kaikilla ytimillä on suunnilleen sama tiheys., Jos kuu murskattaisiin samaan tiheyteen, se mahtuisi Yankee Stadiumin sisälle.
resurssit ja niihin liittyvät termit
- NSAC Long Range Plan Report: ”Reaching for the Horizon”
- NAP Study: Nuclear Physics Decadal Survey
- nasem Report: Opportunities in Intense Ultrafast Lasers
- HEDLP basic Research Needs Workshop Report
- Tand Electron Beam Accelerator Facility (Cebaf)
- relativistinen Heavy Ion Collider (rhic)
Argonne Linac Accelerator System (ATLAS)