Peneliti AS telah menggunakan metode baru dan inovatif untuk membuat, menjebak, dan mempelajari isotop helium-8 yang sulit dipahami. Melalui penggunaan "perangkap laser", fisikawan di Laboratorium Nasional Argonne A.S. AS telah secara akurat memetakan distribusi atom dan dapat membantu kita memahami ilmu di balik bintang-bintang neutron eksotis.
Jadi, bagaimana Anda “menjebak” isotop helium-8? Jawabannya jauh dari sederhana, tetapi fisikawan Argonne Peter Mueller telah menemukan solusi. Dengan menggunakan fasilitas cyclotron GANIL di Prancis utara, helium-4, 6, dan kadang-kadang helium-8 isotop dapat dihasilkan. Ini adalah satu-satunya cyclotron adalah dunia dengan energi yang cukup untuk menghasilkan isotop helium-8. Itu semua sangat baik menciptakan partikel, tetapi untuk memisahkan helium-8 dari saudara isotop helium lainnya membutuhkan "penjara" laser yang cerdas dan sangat akurat untuk isotop helium yang lebih berat untuk jatuh ke dalam, sementara memungkinkan yang lain, lebih ringan, isotop untuk terbang lurus.
Bertindak sebagai "palang" gerbang penjara, enam laser secara akurat disejajarkan pada jarak sedemikian rupa sehingga hanya isotop dengan dimensi helium-8 yang terperangkap. Ketika disejajarkan, helium-8 akan jatuh di antara mereka, dan jika isotop mencoba melarikan diri, gaya tolak menjaga isotop tetap. Setelah waktu yang cukup diizinkan (sekitar satu atom helium-8 dihasilkan setiap dua menit) tim menembakkan dua laser lainnya ke tengah pada frekuensi yang sama dengan frekuensi resonansi helium-8. Jika penjara laser bersinar, helium-8 telah ditangkap.
Bentuk helium yang paling umum dan stabil memiliki dua proton dan dua neutron. Helium juga dapat memiliki dua tidak stabil isotop, helium-6 (empat neutron) dan helium-8 (enam neutron). Dalam isotop yang tidak stabil, neutron tambahan membentuk "halo" di sekitar inti pusat yang kompak (gambar di atas). Helium-6 memiliki halo yang mengandung dua neutron dan helium-8 memiliki halo empat neutron. Dalam halo yang mengandung dua neutron, helium-6 memiliki "goyangan" yang khas karena neutron halo mengatur diri secara asimetris di sekitar inti (mis. Mereka berkumpul bersama). Ketimpangan ini memindahkan pusat keseimbangan menjauh dari inti dan lebih ke arah pasangan halo neutron. Helium-8 di sisi lain bergoyang kurang karena keempat neutron halo mengatur diri mereka lebih simetris di sekitar inti. Perangkap laser adalah satu-satunya metode yang diketahui menjebak atom helium-8, dan karena itu, struktur halo akhirnya dapat dianalisis dengan tingkat akurasi yang tinggi.
Untuk mengukur karakteristik helium-8 diperumit oleh radioaktivitasnya. Helium-8 memiliki waktu paruh hanya sepersepuluh detik, sehingga semua pengukuran atom harus diambil secara instan saat "cahaya penjara" terdeteksi. Pengukuran karenanya diambil "on-line", yang merupakan tugas yang sulit itu sendiri.
Deteksi isotop helium-8 yang langka adalah langkah besar untuk fisikawan partikel dan astrofisikawan. Penting untuk memahami bagaimana helium mengkonfigurasi dirinya sendiri setelah produksi dari akselerator partikel, tetapi juga berguna ketika memahami sifat-sifat benda kosmik seperti bintang neutron. Implikasi dari percobaan Argonne akan berguna karena pengamatan spektroskopi yang lebih baik tersedia sehingga tanda tangan dari struktur helium-8 dapat dideteksi selain di Bumi.
Sumber: Physorg.com
