[Cytadela] Niemal dwa razy d�u�sza po�owa

Home

Odszkodowanie za dziurę w drodze

Okres po�owicznego rozpadu to inaczej m�wi�c czas, w kt�rym w okre�lonej pr�bce zawieraj�cej dany pierwiastek promieniotw�rczy po�owa atom�w tego pierwiastka rozpadnie si� na l�ejsze cz�stki (ograniczam si� tutaj tylko do proces�w rozpadu radioaktywnego, bo samo poj�cie wykorzystywane jest r�wnie� na przyk�ad w przypadku nietrwa�ych cz�stek subatomowych, w biologii czy medycynie). Poj�cie ma niebagatelne znaczenie w wielu dziedzinach nauki – ma te� swoje, ca�kiem spore, znaczenie w astrofizyce.

Od prawid�owo okre�lonego okresu po�owicznego rozpadu zale�y nierzadko, czy dany model astrofizyczny, opisuj�cy we�my na to ewolucj� gwiazd, jest w og�le poprawny. Astrofizyk, kt�ry potrafi oszacowa� ilo�� danego pierwiastka radioaktywnego a nast�pnie pozna� ilo�� produkt�w jego rozpadu jest na jak najlepszej drodze do oszacowania momentu, w kt�rym rozpad si� rozpocz��. Zwi�zek ten umo�liwia wi�c naukowcom datowanie r�norakich wydarze� i proces�w (sk�din�d kojarzycie z pewno�ci� tzw. metod� radiow�glow�, opieraj�c� si� na okre�laniu proporcji pomi�dzy promieniotw�rczym izotopem w�gla 14C a trwa�ymi izotopami 12C oraz 13C). Dzi�ki tej korzystnej cesze astrofizycy opieraj� si� cz�sto na takich zale�no�ciach tworz�c modele gwiazd.

Skoro okres po�owicznego rozpadu ma takie znaczenie w przypadku wspomnianych modeli astrofizycznych wydaje si� oczywiste, �e wsp�czynnik ten musi by� mo�liwie dok�adnie okre�lony dla branego pod uwag� pierwiastka, gdy� ka�dy b��d lub niedok�adne oszacowanie mo�e w znacz�cy spos�b wp�yn�� na ca�okszta�t modelu. Z tego wzgl�du opublikowana niedawno w “Physical Review Letters” praca badawcza naukowc�w z Technische Universit�t M�nchen (Niemcy) oraz Paul Scherrer Institut (PSI, Z�rich, Szwajcaria) mo�e z pewno�ci� by� pewnym zaskoczeniem.

Pierwiastek �elazo posiada posiada kilka stabilnych oraz kilkana�cie mniej stabilnych izotop�w. Jednym z tych mniej stabilnych jest �elazo 60Fe, w kt�rym – w odr�nieniu od najpowszechniej wyst�puj�cej i najlepiej nam znanej odmiany �elaza 56Fe z 30 neutronami – znajduj� si� odpowiednio 26 proton�w i 34 neutrony. W zasadzie mo�na by powiedzie�, �e izotop ten nie wyr�nia si� niczym szczeg�lnym i nie ma zasadniczo �adnego znaczenia – jednak� w astrofizyce w�a�nie ten izotop �elaza odgrywa niebanaln� rol�. �elazo 60Fe powstaje bowiem, jak zak�adamy obecnie, niemal wy��cznie w trakcie wybuch�w gwiazd supernowych, czasem dochodzi te� do jego wytworzenia w meteorytach pod wp�ywem wsz�dobylskiego promieniowania kosmicznego. W naszym sielskim Uk�adzie S�onecznym tego izotopu praktycznie nie znajdziemy – poza laboratoriami naukowc�w na planecie Ziemia.

Rozpad �elaza 60Fe prowadzi do wytworzenia niezbyt stabilnego izotopu kobaltu 60Co, kt�rego okres po�owicznego rozpadu wynosi 5,3 lat, po czym kobalt rozpada si� na stabilny ju� tym razem nikiel 60Ni. Du�ym zainteresowaniem badaczy cieszy si� nie od dzi� w�a�nie �w niestabilny kobalt, na podstawie kt�rego astrofizycy mog� wysnuwa� wnioski o pochodzeniu ci�kich pierwiastk�w w gwiazdach naszej Drogi Mlecznej. Innym aspektem, kt�ry nadaje znaczenia tej grupie izotop�w jest r�wnie� fakt, i� obecno�� niklu 60Ni stwierdzono w najstarszych meteorytach naszego Uk�adu S�onecznego, pami�taj�cych pocz�tki naszego systemu gwiazdowego: obecno�� tego izotopu we wspomnianych ska�ach pozwala przypuszcza�, �e w pocz�tkowej fazie Uk�adu S�onecznego to w�a�nie �elazo 60Fe wsp�lnie z innymi pierwiastkami mog�o s�u�y� jako �r�d�o ciep�a wewn�trz powstaj�cych w�a�nie planet; pierwiastki radioaktywne odgrywa�y bowiem generalnie wa�n� rol� w tych zamierzch�ych czasach – rozpad takiego pierwiastka generuje bowiem ciep�o i mo�e utrzymywa� otaczaj�c� go materi� w stanie p�ynnym.

Obecno�� elaza 60Fe we wczesnym Uk�adzie S�onecznym astrofizycy interpretuj� jako pozosta�o�� wybuchu supernowej, kt�ra w tamtym czasie musia�a eksplodowa� wzgl�dnie niedaleko rodz�cego si� systemu. Materia odrzucona w trakcie eksplozji dotar�a na rubie�e nowego uk�adu, gdzie zmiesza�a si� z gazem i py�em formuj�cym Uk�ad S�oneczny. Bior�c pod uwag� ten fakt oraz wspomniane wcze�niej mo�na wi�c przypuszcza�, �e znajomo�� po�owicznego okresu rozpadu dla �elaza 60Fe ma spore znaczenie i w przypadku b��dnego jego wyznaczenia trzeba b�dzie skorygowa� sporo rachunk�w dotycz�cych proces�w j�drowych.

I z tym w�a�nie wi��e si� zaskoczenie, zgotowane �wiatu naukowemu przez badaczy z Niemiec i Szwajcarii. Zmierzyli oni bowiem bardzo precyzyjnie (w por�wnaniu z poprzednimi pomiarami) okres po�owicznego rozpadu �elaza 60Fe, wyznaczaj�c jego warto�� na ok. 2,6 miliona lat. Ca�kiem sporo jak na “niestabilny” izotop, prawda? Nie w tym jednak problem, �e to sporo czy ma�o – problem le�y w tym, �e wcze�niej naukowcy zak�adali wytrwale, i� izotop ten ma okres po�owicznego rozpadu wynosz�cy… 1,5 miliona lat. I ju� robi si� ciekawiej.

Przyzna� trzeba, �e korekta wprowadzona przez Gunthera Korschinka (jednego z autor�w wspomnianej pracy) i jego koleg�w jest do�� pot�na, m�wimy tutaj w ko�cu o wyd�u�eniu wcze�niej szeroko akceptowanej warto�ci o 75%! Nie mam wprawdzie poj�cia, w jaki spos�b warto�� wyznaczano wcze�niej (gdzie margines b��du wynosi� nawet kilkadziesi�t procent), niemieckoj�zyczni naukowcy obiecuj� jednak, �e w przypadku ich pomiaru b��d mie�ci si� w granicach g�ra 2%. Do takiego wyniku naukowcy doszli w trakcie do�� mozolnego i d�ugotrwa�ego badania – przez trzy lata bardzo czu�y spektrometr promieniowania gamma (kt�re emitowane jest w trakcie rozpadu promieniotw�rczego) kontrolowa� pr�bk� zawieraj�c� sztucznie wytworzone �elazo 60Fe, jednocze�nie rejestrowano wzbogacanie si� pr�bki o efekt tego rozpadu, kobalt 60Co. Po tak �mudnych badaniach okaza�o si� w ko�cu, �e w przesz�o�ci naukowcy mocno niedoszacowali badane warto�ci.

Jakie w rzeczywisto�ci to mo�e mie� znaczenie dla wspomnianych wcze�niej modeli i rachunk�w astrofizycznych nie mnie oczywi�cie ocenia�. Z pewno�ci� nasza wizja Kosmosu nie stanie z tego powodu na g�owie i nie zaczniemy pisa� astronomicznych kronik od nowego roku “zero”. I nie w tym tkwi, prawd� m�wi�c, dla mnie sedno sprawy – pomijaj�c mniejsze lub wi�ksze korekty, jakie w pocie czo�a astrofizycy b�d� musieli wprowadzi� do swych modeli, wa�niejszym wydaje mi si� w sumie oczywisty a jak�e cz�sto zapominany problem nie tylko astrofizyki – czasem niepozorny b��d w za�o�eniach mo�e skrycie, jak przys�owiowy kret ryj�cy nasz wspania�y ogr�dek, prowadzi� do wypaczenia r�nych teorii, za kt�re daliby�my sobie uci�� g�ow�.

Praca naukowc�w na “Physical Review Letters”

�r�d�a:

Link 1

Link 2

Link 3
Wy�wietl pe�ny artyku�

m�wimy tutaj w ko�cu o wyd�u�eniu wcze�niej szeroko akceptowanej warto�ci o 75%! Nie mam wprawdzie poj�cia, w jaki spos�b warto�� wyznaczano wcze�niej (gdzie margines b��du wynosi� nawet kilkadziesi�t procent)
75% to ci�gle kilkadziesi�t, czyli tak naprawd� poprzedniego pomiaru nie mo�na nazwac b��dnym ;) i nawet wyliczenia oparte na tamtych niedok�adnych danych pozostaj� prawdziwe o ile uwzgl�dniono w nich rachunek b��d�w. tym niemniej to ciekawe �e co� tak "prostego" jak �elazo kryje w sobie tajemnice :P

ale na forum astro takie zmiany "sta�ych" chyba nikogo nie zdziwi�, co chwil� si� okazuje �e nasza galaktyka jest 2x wi�ksza albo mniejsza ni� poprzednio uwa�ano, albo �e galaktyka andromedy jest 2x dalej lub bli�ej...

Podobne

Template provided by Designs by Darren Opracowanie Marketing w Internecie dla Odszkodowanie za dziurę w drodze