Enamiku keemiliste elementide kohta pole teada, mitu neutronit nende tuumas maksimaalselt olla võib. Kahe neutronirikka tuuma avastamine ja teiste jaoks ülempiiri leidmine on samm selle küsimuse lahenduse poole.
Tähtedes luuakse kogu aeg uusi aatomituumasid, kuid need mis meie maist maailma kujundavad moodustavad vaid osa suuremast hulgast, kus on ka selliseid mis pärast tekkimist mõne neutroni loovutasid ja seejärel stabiilseks said. Universumi isotoobilise koostise selgitamiseks on nende mehhanismide tundmine väga oluline.
Aatomituuma prootoneid ja neutroneid hoiab koos tugev tuumajõud, samas mõjub prootonite vahel elektrostaatiline tõukejõud. Kergemate elementide jaoks on stabiilseim niisugune koostis, kus võrdselt prootoneid ja neutroneid. Viimased hoiavad tõukuvaid prootoneid üksteisest eemal. Raskemates tuumades, kus prootoneid rohkem, on tõukejõu kaal suurem ja stabiilsed on need tuumad, kus neutroneid prootonitest veidi enam.
Tuntakse umbkaudu 300 stabiilset tuuma, ent neid, mille eluiga on piisavalt pikk, et elementide teket täheprotsessides mõjutada, on tunduvalt rohkem. Alltoodud joonisel on kujutatud neutronite arvule vastavat prootonite arvu tuumades. Violetsed ruudud tähistavad tuntud stabiilseid, helesinised ainult kiirendieksperimentides vaadeldud tuumasid. Oranz joon tähistab eksperimentaalselt kinnitatud piiri, millest suurema neutronite arvu korral fikseeritud prootonite arvu juures tuum prootoni eraldab, sinine joon jätkab oranzi teoreetiliste mudelite põhjal.
Baumann et al. Michigani Osariigi Ülikoolist (Michigan State University ) pommitasid Rahvuslikus Ülijuht-tsüklotroni Laboratooriumis (National Superconducting Cyclotron Laboratory, NSCL) volframist märklauda kaltsiumi raskeima isotoobi, 48Ca, tuumadega mille käigus osa neutroneid läks volframi aatomitelt kaltsiumile üle. Viimase lagunemisel tekkisid kolmel korral 40Mg ja 23 korral 42Al tuumad. Viimaste leidmise kurioossus seisneb asjaolus, et seni on peetud prootonite ja neutronite paarisarvulisust stabiliseerivaks asjaoluks, 42Al sisaldab mõlemaid paaritu arvu, mis vihjab tundmatule püsivust soodustavale mehhanismile.
Allikas: Nature 449
Toimetas Erik Randla