Создан нестабильный «атом», содержащий только четыре нейтрона — Наука

ТАСС, 22 и.ня. Международный коллектив ученых впервые проследил за образованием нестабильного «атома», который состоит из четырех нейтронов и при этом не содержит ни одного протона. Эту особенность нельзя объяснить при помощи существующих теорий физики, пишут исследователи в статье в журнале Nature.

«Один из самых давних вопросов в ядерной физике заключается в том, могут ли существовать ядерные системы, не имеющие заряда. Единственным примером подобных объектов в прошлом выступали нейтронные звезды. Нам удалось стать свидетелями рождения «ядра» из четырех нейтронов, которое просуществовало в подобном виде крайне небольшое, но значимое время», — пишут исследователи.

Ядра всех элементов тяжелее водорода состоят из двух частиц, положительно заряженных протонов и нейтронов, не имеющих электрического заряда. Соотношение числа этих частиц напрямую влияет на стабильность атома. Если внутри него преобладают протоны или нейтроны, то атом становится нестабильным и пытается избавиться от лишних частиц.

Единственное исключение — нейтронные звезды, состоящие из сверхплотной материи, сложенной из нейтронов. Что на самом деле представляют собой нейтронные звезды, как они выглядят изнутри и из каких слоев они состоят, теоретики пока не могут точно сказать. Свойства их материи физики пытаются раскрыть, используя ускорители частиц и теоретические расчеты.

Международный коллектив физиков под руководством Мейтал Дуэр, научного сотрудника Технического университета Дармштадта (Германия), получила первую возможность для изучения свойств чистой «нейтронной материи» в ходе наблюдениq за последствиями столкновений протонов с атомами гелия-8, сверхтяжелого изотопа этого газа.

Абсолютно нейтральный атом

Как объясняют ученые, гелий-8 давно привлекает внимание физиков тем, что его ядро, предположительно, состоит из двух вложенных друг в друга наборов из субатомных частиц. По мнению теоретиков, его внешняя прослойка содержит четыре нейтрона, которые вращаются вокруг внутреннего «ядрышка», похожего по структуре на атом стабильного гелия-4.

Физики предположили, что внутреннюю часть ядра гелия-8 можно «выбить», если с ним столкнется протон или другая заряженная частица. С некоторой долей вероятности это приведет к образованию так называемого тетранейтрона. Так ученые называют нейтральное «ядро» из четырех нейтронов, связанных друг с другом сильными атомными взаимодействиями.

Дуэр и ее коллегам впервые удалось проследить за формированием тетранейтрона в ходе опытов на ускорителе ионов RIBF, установленном в японском научном центре RIKEN в Вако. Для проведения этих опытов физики разработали подход, который позволил получить много ядер гелия-8 в результате столкновения потока ионов кислорода-18 с бериллиевой мишенью.

Исследователи сталкивали короткоживущие атомы  с набором почти неподвижных протонов и отслеживали, под какими углами разлетались продукты этих реакций и с какой скоростью они двигались. Это позволило ученым отличить последствия взаимодействий тетранейтронов с гелием-4 и протонами от следов других частиц, которые возникали в ходе столкновений гелия-8 и протонов.

Подобный подход позволил Дуэр и ее коллегам доказать, что тетранейтроны действительно существуют, а также определить примерный радиус и массу этих частиц — они составляют около пяти фемтометров и примерно 2,37 МэВ (мегаэлектронвольт). Последующие опыты, как надеются ученые, помогут им уточнить эти параметры и подобрать теоретическое объяснение для существования «нейтронных» атомов.

Нейтральный атом — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Cтраница 1

Нейтральные атомы и ионы с энергиями порядка нескольких кэВ жестко рассеиваются на атомах, так что их глубина проникновения в кристалл обычно меньше толщины монослоя. В результате они очень полезны для определения структуры поверхностей через упругое рассеяние и поверхностных дисперсий фононов через неупругое рассеяние.  [1]

Нейтральный атом состоит из плотного ядра диаметром около 10 — 13 см, окруженного диффузным облаком электронов. Внешний диаметр этого облака равен примерно 10 — 8 см. Почти вся масса атома сосредоточена в положительно заряженном ядре. Величина заряда ядра равна целому числу зарядов электрона или 4 80223 — 10 — 10 Z эл. Это целое число Z называется атомным номером. Оно совпадает с порядковым номером элемента в периодической системе элементов. Ядро состоит из Z протонов и N нейтронов.  [2]

Нейтральные атомы все равно являются электрическими системами. Поэтому мы должны постараться объяснить вид кривой невалентного взаимодействия в терминах электронной структуры атома.  [3]

Нейтральный атом, ударяющийся о поверхность катода, может извлечь электрон и образовать отрицательный ион.  [4]

Нейтральный атом может отдавать или принимать электроны. При этом образуются ионы.  [5]

Нейтральный атом каждого элемента имеет на два электрона больше, чем инертный газ. Можно ожидать, что эти два электрона будут легко удаляться и образующийся ион будет приобретать устойчивую электронную конфигурацию инертного газа.

 [6]

Нейтральный атом или молекула во вне его представляется незаряженным.  [7]

Нейтральные атомы редко встречаются в роли лигандов, обычно они присутствуют в виде ионов или нейтральных молекул. Кислород и его аналоги в виде простых ионов могут быть также самостоятельными лигандами. Однако чаще они, как и остальные донорные атомы, входят в состав координирующейся молекулы или многоатомного иона, обычно отрицательно заряженного.  [8]

Нейтральный атом некоторого элемента имеет в основном состоянии электронную конфигурацию I.  [9]

Нейтральные атомы

( или группы атомов), образовавшиеся у электродов в результате разрядки ионов, называются первичными продуктами электролиза. У хлорной меди продуктами электролиза являются: на катоде — медь в свободном состоянии, а на аноде — газообразный хлор.  [10]

Нейтральный атом может превращаться в ион либо вследствие потери электрона, либо в результате его присоединения. Атомы, потерявшие электрон, трансформируются в положительные ионы. Отрицательными ионами становятся атомы, присоединившие дополнительный электрон. Следовательно, ионизирующее излучение обладает большой энергией. Энергия радиации столь велика, что под ее воздействием осуществляется превращение нейтральных атомов в положительные и отрицательные ионы.  [11]

Нейтральные атомы и молекулы, попадающие на поверхность, также десорбируются.  [12]

Нейтральный атом или частица с неспаренным электроном называется свободным радикалом.  [13]

Нейтральные атомы могут притягивать друг друга, образуя молекулы, и это является чисто квантовомеханическим свойством — появлением обменного взаимодействия. Остается выяснить, почему же благородные газы являются химически инертными, почему они отталкивают всякий другой атом. Из химии данное свойство известно как свойство насыщения химических сил.  [14]

Нейтральные атомы все равно являются электрическими системами. Поэтому мы должны постараться объяснить вид кривой невалентного взаимодействия в терминах электронной структуры атома.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Почему атомы всегда содержат одинаковое количество электронов и протонов?

Категория: Химия      Опубликовано: 7 июня 2013 г.

Атомы без равного количества электронов и протонов встречаются чаще, чем думают многие, например, атомы в поваренной соли. Изображение общественного достояния, источник: Кристофер С. Бэрд.

Атомы не всегда содержат одинаковое количество электронов и протонов, хотя это состояние распространено. Когда атом имеет равное количество электронов и протонов, он имеет равное количество отрицательных электрических зарядов (электронов) и положительных электрических зарядов (протонов). Таким образом, общий электрический заряд атома равен нулю, и говорят, что атом нейтрален. Напротив, когда атом теряет или приобретает электрон (или в более редком случае потери или приобретения протона, что требует ядерной реакции), общие заряды в сумме дают нечто отличное от нуля. Тогда говорят, что атом электрически заряжен или «ионизирован». Существует большая разница между нейтральным состоянием и ионизированным состоянием. В нейтральном состоянии атом имеет слабое электромагнитное притяжение к другим атомам. Обратите внимание, что электрическое поле нейтрального атома слабое, но не совсем равное нулю, поскольку атом не является точечной частицей. Если другой атом окажется достаточно близко к атому, они могут начать обмениваться электронами. Химически мы говорим, что атомы образовали связи.

В отличие от нейтральных атомов поле ионизированного атома сильное даже на больших расстояниях. Сильное электрическое поле ионов заставляет их сильно притягиваться к другим атомам и молекулам, вплоть до высокой химической активности. Ионизированные атомы могут быть свободными радикалами, то есть атомами с оборванной связью, обладающими высокой реакционной способностью. В организме человека свободные радикалы могут реагировать с ДНК, приводя к мутациям и, возможно, раку.

Атомы становятся ионизированными, когда свет с достаточной энергией выбивает часть их электронов. Только световые волны на частотах рентгеновских и гамма-лучей обладают достаточной энергией, чтобы ионизировать атомы и, следовательно, привести к раку. Только определенные частоты вызывают рак, поэтому вы можете пользоваться своим мобильным телефоном столько, сколько хотите, но вы можете сделать рентгеновский снимок только в редких случаях. Свободные радикалы возникают естественным образом в вашем организме. Они становятся опасными только тогда, когда свободных радикалов больше, чем может выдержать ваше тело.

Но не все ионы в организме вредны. Из-за заряженной природы ионов человеческое тело использует их для передачи электрических сигналов по нервам. Организм также использует ионы для контроля уровня жидкости и артериального давления. Наиболее часто используемыми ионами в организме человека являются натрий, калий, кальций, магний и хлорид. Ионы также образуются всякий раз, когда вы электростатически заряжаете объект, например, когда вы трете воздушный шарик о волосы.

По этой причине вашу сушилку для белья можно рассматривать как генератор ионов. Когда одежда трется в машине, электроны перебрасываются с одного атома на другой. Результатом является слишком знакомое статическое прилипание. Электричество и сильные электрические поля хорошо справляются с созданием ионов (вспомните молнию).

Нейтральное состояние атома обычно является наиболее стабильной конфигурацией (если только молекулярные связи и химическое окружение не усложняют картину), поэтому ионы имеют тенденцию разряжаться и возвращаться в свое нейтральное состояние с течением времени. Причина этого в том, что атом, будучи ионом, имеет сильное электрическое поле, которое притягивает нужный электрон или нужный атом, чтобы забрать свой лишний электрон. Но как только атом становится нейтральным, он имеет равное количество электронов и протонов, у него не очень сильное поле, и поэтому у него мало возможностей измениться.

Темы: атом, атомы, заряд, электромагнетизм, электрон, электроны, ион, ионизация, ионизировать, нейтральные атомы, протон, протоны, статический

словосочетание нейтральный атом | значение и примеры использования

Эти слова часто используются вместе. Нажмите на ссылки ниже, чтобы изучить значения. Или посмотрите другие словосочетания с атомом.

Эти примеры взяты из корпусов и источников в Интернете. Любые мнения в примерах не отражают мнение редакторов Кембриджского словаря, издательства Кембриджского университета или его лицензиаров.

На своем пути от области полого катода к аноду электрон может столкнуться с нейтральным атомом /молекулой, что приведет к ударной ионизации.

Из Кембриджского корпуса английского языка