Elemento izotopuose visada būna toks pats protonų skaičius – urano atveju 92 – tačiau skirtingas neutronų skaičius. Izotopai žymimi pagal bendrą jų branduolyje esančių nuklonų – protonų ir neutronų – skaičių, ir naujasis izotopas, kuriame šių dalelių yra mažiausiai – 214 – vadinasi uranu-214, ²¹⁴U.
Zhiyuan Zhang iš Kinijos mokslų akademijos su kolegomis naująjį izotopą sukūrė daug laiko reikalaujančiu procesu – volframo bandinius bombarduodami galingais argono ir kalcio jonų srautais, kol atomai susiliejo. Tuomet jie ²¹⁴U atomus iš bandinio išskyrė magnetiniu separatoriumi.
„Šiuos atomus sukurti labai sunku, nes ne kiekvienas susidūrimas sukuria tai, ko norime,“ pažymi Zhang. „Su bandiniu susidūrė apie 10¹⁸ srauto dalelių, bet buvo sukurti ir išskirti vos du urano-214 branduoliai.“
Tyrėjai stebėjo šių branduolių skilimą ir nustatė, kad urano-214 pusinio skilimo periodas – laikas, per kurį pusė bandinio dalelių radioaktyviai suskyla – yra maždaug 0,52 milisekundės. Panašius eksperimentus jie atliko su dviem anksčiau atrastais izotopais, – ²¹⁶U ir ²¹⁸U – ir išsiaiškino, kad jų skilimo pusperiodžiai yra ~2,25 ms ir 0,65 ms atitinkamai.
Dar jie išmatavo šių izotopų skilimą ir išsiaiškino, kad ²¹⁴U ir ²¹⁶U skyla alfa skilimu, kuomet atomas praranda du protonus ir du neutronus, netikėtai lengvai, lyginant su kitais urano izotopais. Tai tikriausiai reiškia, kad tuose atomuose sąveika tarp protonų ir neutronų yra galingesnė, nei kituose, sako jie.
„Mūsų gautas rezultatas gali būti pirmasis eksperimentinis įrodymas, kad stiprioji protonų-neutrinų sąveika gali būti svarbi [sunkių branduolių] skilimui,“ sako Zhang.
Tyrimas paskelbtas „Physical Review Letters“.
