Atomun çekirdeği yoksa piramit gibi mi?
Güncelleme Tarihi:
Oluşturulma Tarihi: Temmuz 29, 2002 17:42
Bugüne kadar atomun çekirdeğinin küre biçiminde, en azından yuvarlağa yakın olduğu görüşü egemendi. Şimdi Fransızlar ‘Hayır piramit’ diyor.
Hiçbir şekil, küreden daha yoğun değildir ve bu nedenle, su damlacıklarından köpüklere kadar doğada çok fazla küre biçiminde yapı bulunur. Önceki çalışmalar, atom çekirdeğinin rugby topu veya yumurta biçimi aldığını gösterse de, çekirdek genelde küresel veya en azından hafif yuvarlaktır.
Ancak Strasburg'daki Louis Pasteur Üniversitesi'nde kuramsal fizikçi olan Jerzy Dudek ve arkadaşları, Physical Review Letters'da yayımlanan çalışmalarında, çekirdeğin teoride kararlı piramit şekilleri alabildiğini öne sürdü. Kürenin, çekirdek için en uygun şekil olduğunu kaydeden Dudek, bazı ağır elementlerdeyse tam bir yuvarlak kabuk oluşturacak sayıda nükleer parçacık olmadığını belirtiyor. Bu nedenle dış yüzeydeki proton ve nötronlar birleşerek yuvarlak köşeli bir piramit oluşturabilir (Bak. Grafik).
Bu üçgene benzeyen çekirdek, Mısır'daki piramitler gibi kare tabana sahip olmayabilir. Onun yerine, 4 dikdörtgenin ucuca eklenmesiyle oluşan tetrahedra biçimi olabilir. Araştırmacılar, çekirdekteki proton ve nötronların hareketleri üzerine hazırlanan bilgisayar modellerine dayanarak, tetrahedral çekirdeklerin periyodik tablonun neredeyse tamamında bulunduğunu öne sürüyor. Dudek, zirkonyum ve iterbiyum gibi olması mümkün elementlerin yanısıra, kalsiyum ve uranyumun da az kararlı piramitler oluşturduğunu belirtiyor. Oktahedra (sekizyüzeyli) gibi başka bir çok şekil daha olabilir.
Dudek'in ekibi, bu acayip şekillere sahip çekirdeklerin, küresel olanlardan çok farklı hareket edebileceğini kaydediyor. Örneğin, piramit içinde proton ve nötronun küçük kuvartetleri oluşabilir. Daha önce hiçbir atomda görülmeyecek şekilde, tüm atomlar aynı enerjiyle titreşebilirler.
Kanıtlanmalı
Araştırmacılara göre, periyodik tablonun sonunda bulunan çok ağır elementler, çekirdeklerinin tetrahedral olduğu düşünülürse, tahmin edilenden çok daha kararlı olabilirler. Böylece fizikçiler bu elemenleri daha kolay inceleyebilir.
Öte yandan araştırmacılar, küçük piramitlerin gerçekten varolup olmadıklarını kanıtlamak zorunda. Tetrahedral çekirdekler çok ilginç bir dönmeye sahip olduklarından, bilim adamlarının aradığı eşsiz gamma ışınlarını da yayabilirler. "Bu fikir çok heyecan verse de, önemli bilgiler detaylarda gizli" diyen Florida Üniversitesi'ne nükleer fizikçi olan Sam Tabor şöyle devam ediyor, "Dikkatli bir çalışma ve biraz da şans gerekli." Tabor, piramit yapılar belirlenemezse, fizikçilerin proton ve nötronların çekirdeği nasıl oluşturduğunu baştan inceleyeceklerini belirtiyor.
Ancak Strasburg'daki Louis Pasteur Üniversitesi'nde kuramsal fizikçi olan Jerzy Dudek ve arkadaşları, Physical Review Letters'da yayımlanan çalışmalarında, çekirdeğin teoride kararlı piramit şekilleri alabildiğini öne sürdü. Kürenin, çekirdek için en uygun şekil olduğunu kaydeden Dudek, bazı ağır elementlerdeyse tam bir yuvarlak kabuk oluşturacak sayıda nükleer parçacık olmadığını belirtiyor. Bu nedenle dış yüzeydeki proton ve nötronlar birleşerek yuvarlak köşeli bir piramit oluşturabilir (Bak. Grafik).
Bu üçgene benzeyen çekirdek, Mısır'daki piramitler gibi kare tabana sahip olmayabilir. Onun yerine, 4 dikdörtgenin ucuca eklenmesiyle oluşan tetrahedra biçimi olabilir. Araştırmacılar, çekirdekteki proton ve nötronların hareketleri üzerine hazırlanan bilgisayar modellerine dayanarak, tetrahedral çekirdeklerin periyodik tablonun neredeyse tamamında bulunduğunu öne sürüyor. Dudek, zirkonyum ve iterbiyum gibi olması mümkün elementlerin yanısıra, kalsiyum ve uranyumun da az kararlı piramitler oluşturduğunu belirtiyor. Oktahedra (sekizyüzeyli) gibi başka bir çok şekil daha olabilir.
Dudek'in ekibi, bu acayip şekillere sahip çekirdeklerin, küresel olanlardan çok farklı hareket edebileceğini kaydediyor. Örneğin, piramit içinde proton ve nötronun küçük kuvartetleri oluşabilir. Daha önce hiçbir atomda görülmeyecek şekilde, tüm atomlar aynı enerjiyle titreşebilirler.
Kanıtlanmalı
Araştırmacılara göre, periyodik tablonun sonunda bulunan çok ağır elementler, çekirdeklerinin tetrahedral olduğu düşünülürse, tahmin edilenden çok daha kararlı olabilirler. Böylece fizikçiler bu elemenleri daha kolay inceleyebilir.
Öte yandan araştırmacılar, küçük piramitlerin gerçekten varolup olmadıklarını kanıtlamak zorunda. Tetrahedral çekirdekler çok ilginç bir dönmeye sahip olduklarından, bilim adamlarının aradığı eşsiz gamma ışınlarını da yayabilirler. "Bu fikir çok heyecan verse de, önemli bilgiler detaylarda gizli" diyen Florida Üniversitesi'ne nükleer fizikçi olan Sam Tabor şöyle devam ediyor, "Dikkatli bir çalışma ve biraz da şans gerekli." Tabor, piramit yapılar belirlenemezse, fizikçilerin proton ve nötronların çekirdeği nasıl oluşturduğunu baştan inceleyeceklerini belirtiyor.