瞬間はどのように分割されるか：ゼプト秒（その7）

時間のスペクトルはここで終わりません。さらに小さな時間単位で起こるより小さなプロセス、より高速なプロセスがあります。これらの時間単位はゼプト秒と呼ばれ、1 zs は $${10^{-21}}$$秒 です。もちろん、ゼプト秒スケールでは、原子や電子の動きさえなくなります。電子と原子の両方が止まっている。この範囲で起こりうるのは核内反応だけです。つまり、私たちはすでに核心に深く入り込んでいます。

これは、典型的な核運動エネルギーで移動する核子が原子核の直径を通過する典型的な時間を見積もることが可能であることを意味します。これは 1 ゼプト秒のオーダーであることがわかります。これにより、たとえば、衝突である種の核が生じ、すぐに崩壊した場合、核反応にかかる時間の大まかな見積もりが得られます。何らかの力で拘束されていない場合、約ゼプト秒で崩壊します。この核を少しだけ存続させる、つまりもう少し安定させるための追加の力または外的要因がある場合、その寿命はゼプト秒よりも少なくとも数桁長くなります。

これは研究可能であることがわかり、最近、文字通り昨年、元素120と124の特定の同位体が安定性を高めていることを発見するために使用されました. （詳しくはニュースをご覧ください。120番目と124番目の化学元素の同位体は長寿の傾向があります、«Элементы», 15.08.2008.）もちろん、これらは実際の安定した原子ではありません。ここで安定性について話す必要はまったくありません。それらは1〜2アト秒しか生きていませんが、これらの同位体はひどい中性子不足であるという事実により、それらへの関心が高まっています。兄弟である他の同位体は、多数の中性子を持っていて、それははるかに長く生きます。しかしそれらは実験的に入手するのが非常に難しいため、人々は現在、中性子が不足している同位体のみを実験しています. これらの中性子欠乏同位体について実験データを取得し、それらを理論計算と比較することで、超超超ウラン元素に存在する可能性のある安定島に関する理論家の予測を実際に改善することができます.

では、これはどのように調べることができるでしょうか？一般に、驚くべきことのように思えます。光でさえ止まっていると見なすことができ、電子が止まる、原子が止まっていると見なせます。それでも、それを探索することはできます。

ここで使われている方法を「シャドー法」と呼んでいます。
あなたは核が結晶面にある結晶を持っています。ここで、他のいくつかの核がこのターゲットに飛び込み、この核と衝突し、しばらくの間、準安定で非常に重い核を生成します。しかし、運動量保存則が守られているので、この原子核はまだある程度の速度で前進しています。そして、それはバラバラになります。そして、それがどこで分裂するかによって、絵は大きく異なります。結晶面間で、つまり元の面から十分な距離で崩壊する場合、原則として、娘粒子はまっすぐに飛ぶことができますが、それらを妨げるものは何もありません。これらの子粒子の角度分布を見ると、かなり多くの粒子がまっすぐに、つまり結晶面に沿って飛んでいることがわかります。そして、もしこの核がその場で、この結晶面に非常に非常に近い場所でほぼ即座に崩壊した場合、結晶面が干渉するという単純な理由で、前方に飛んでくる粒子を見ることができなくなります。これらの粒子は、電場によって大きな角度で再散乱されるか、吸収されるか、または偏向されます。

つまり、このようなグラフ (結晶面からのずれの角度に応じた子粒子の数) を作成すると、結晶面からの実際の影が表示されます。
もちろん、この影のみならず、光学範囲内でない、光線がない影は、この反応から生じる娘核の分布にあります。そして、この技術の助けを借りて、たとえば1アト秒または100ゼプト秒で生きている核を確実に区別することが実際に可能です。そして、この技術により、これらの元素 (これらの同位体の一部) がかなり長生きすることが実際に示されました。