นิวเคลียสปรมาณูที่หายากที่สุดในธรรมชาตินั้นไม่ละทิ้งความลับของมันไปง่ายๆนักวิทยาศาสตร์กำลังมองหาการสลายตัวของธาตุแทนทาลัมในรูปแบบที่ผิดปกติซึ่งรู้จักกันในชื่อแทนทาลัม-180m ได้มามือเปล่า ความลังเลใจที่จะสลายของแทนทาลัม-180m บ่งชี้ว่ามีครึ่งชีวิตอย่างน้อย 45 ล้านล้านปี Bjoern Lehnert และเพื่อนร่วมงานรายงานออนไลน์เมื่อวันที่ 13 กันยายนที่ arXiv.org Lehnert นักฟิสิกส์นิวเคลียร์แห่งมหาวิทยาลัย Carleton ในออตตาวากล่าวว่า “ครึ่งชีวิตมีอายุมากกว่าหนึ่งล้านเท่าของจักรวาล (นักวิทยาศาสตร์ประเมินอายุของจักรวาลไว้ที่ 13.8 พันล้านปี)
แทนทาลัมโลหะเป็นส่วนประกอบน้อยกว่าสองหมื่นเปอร์เซ็นต์
ของมวลของเปลือกโลก และแทนทาลัม-180m นั้นหายากยิ่งกว่า พบแทนทาลัมเพียง 0.01 เปอร์เซ็นต์ในสถานะนี้ ทำให้เป็นนิวไคลด์อายุยืนที่หายากที่สุด หรืออะตอมที่หลากหลาย
Tantalum-180m ค่อนข้างแปลก มันคือสิ่งที่เรียกว่าไอโซเมอร์ — นิวเคลียสของมันมีอยู่ในรูปแบบ “ตื่นเต้น” หรือพลังงานสูง โดยปกติ นิวเคลียสที่ถูกกระตุ้นจะตกสู่สถานะพลังงานที่ต่ำลงอย่างรวดเร็ว โดยปล่อยโฟตอน ซึ่งเป็นอนุภาคของแสงออกมาในกระบวนการ แต่แทนทาลัม-180m นั้น “แพร่กระจายได้” (ด้วยเหตุนี้ ตัว “m” ในชื่อของมัน) หมายความว่ามันติดอยู่ในสถานะพลังงานสูง
RARE ROCK Tantalum ที่แสดงด้านบนนี้เป็นโลหะหายากที่พบในเปลือกโลก มีโปรตอน 73 ตัวในนิวเคลียส แทนทาลัมส่วนใหญ่อยู่ในรูปแบบแทนทาลัม-181 แต่ 0.01 เปอร์เซ็นต์อยู่ในรูปแบบแทนทาลัม-180m ที่ไม่ปกติ ซึ่งมีนิวเคลียสที่ตื่นเต้นในสถานะพลังงานสูง
IMAGES-OF-ELEMENTS.COM (CC BY 3.0)
แทนทาลัม-180m คิดว่าจะสลายตัวโดยการเปล่งหรือจับอิเล็กตรอน
แปรสภาพเป็นองค์ประกอบอื่น – ทั้งทังสเตนหรือแฮฟเนียม – ในกระบวนการ แต่ความเสื่อมนี้ไม่เคยพบเห็น นิวไคลด์ที่ผิดปกติอื่นๆ เช่น นิวไคลด์ที่สลายตัวด้วยการปล่อยอิเล็กตรอน 2 ตัวพร้อมกัน สามารถมีครึ่งชีวิตนานกว่าแทนทาลัม-180 เมตร แต่แทนทาลัม-180m นั้นมีเอกลักษณ์เฉพาะ — เป็นไอโซเมอร์ที่มีอายุยืนยาวที่สุดที่พบในธรรมชาติ
นักฟิสิกส์นิวเคลียร์ Eric Norman จาก University of California, Berkeley ผู้ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษากล่าวว่า “มันเป็นนิวเคลียสที่น่าสนใจมาก” นักวิทยาศาสตร์ไม่มีความเข้าใจที่ดีเกี่ยวกับการสลายตัวที่ผิดปกติดังกล่าว และการวัดค่าครึ่งชีวิตจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุรายละเอียดของกระบวนการและโครงสร้างของนิวเคลียสได้
Lehnert และเพื่อนร่วมงานได้สังเกตตัวอย่างแทนทาลัมด้วยเครื่องตรวจจับที่ออกแบบมาเพื่อจับโฟตอนที่ปล่อยออกมาในกระบวนการสลายตัว หลังจากทำการทดลองเป็นเวลา 176 วัน และเพิ่มข้อมูลจากการทดลองครั้งก่อน ทีมงานไม่เห็นร่องรอยของการเสื่อมสลาย ครึ่งชีวิตต้องไม่สั้นกว่า 45 ล้านล้านปี นักวิทยาศาสตร์กำหนด มิฉะนั้น พวกเขาอาจเห็นร่องรอยของกระบวนการนี้ “พวกเขาทำการวัดที่ล้ำสมัย” นอร์แมนกล่าว “มันเป็นเรื่องที่ยากมากที่จะเห็น”
การปรากฏตัวของแทนทาลัม -180 เมตรในธรรมชาตินั้นค่อนข้างลึกลับเช่นกัน กระบวนการหลอมธาตุที่เกิดขึ้นในดวงดาวและซุปเปอร์โนวาดูเหมือนจะเลี่ยงผ่านนิวไคลด์ “ผู้คนไม่เข้าใจจริงๆ ว่ามันถูกสร้างขึ้นมาอย่างไร” เลห์เนิร์ตกล่าว
แทนทาลัม-180m เป็นแหล่งพลังงานที่มีศักยภาพที่น่าสนใจ นอร์แมนกล่าว แม้ว่า “มันเป็นความคิดที่บ้าบอ” หากนักวิทยาศาสตร์สามารถหาวิธีที่จะดึงพลังงานที่สะสมอยู่ในนิวเคลียสที่ถูกกระตุ้นโดยทำให้มันสลาย อาจมีประโยชน์สำหรับการใช้งานอย่างเช่น เลเซอร์นิวเคลียร์ เขากล่าว
credit : drownforvermont.com photoshopcs6serialnumber.com everybodysgottheirsomething.com themeaningfulcollateral.com milesranger.com tweetersation.com echolore.net siterings.net powerlessbooks.com livingserrallo.com
