Tuhaf Neden Plutonyum Diğer Metaller Gibi Davranmıyor

{h1}

Bilim adamları plütonyumun eksik manyetizmini buldular, elektronlarının tuhaf davranışlarını açığa çıkararak, metalin periyodik tabloda diğer metaller gibi davranmadığını açıklayabilirler.

Plütonyum bir metaldir, ancak onlarca yıldır bilim adamlarını şaşırtmaya çalışan bir mıknatısa yapışmaz. Şimdi araştırmacılar bu "eksik manyetizmayı" bulmuş olabilirler.

Kaçış mı? Plütonyumun her bir atomunu çevreleyen elektronlar, Los Alamos Ulusal Laboratuarı'ndan Marc Janoschek tarafından yönetilen grubu bulur.

Bulundukları bulgu, yeni materyallerin özelliklerini daha kesin bir şekilde tahmin etme ve ayarlama yeteneğine yol açabileceğini söylüyor. [İlkokul, Sevgili: Hiç Duymadığınız 8 Unsur]

Atomik temeller

Elektronlar, orbitaller olarak da bilinen kabuklarda atomların etrafında dönerler. Her orbitalin tutabileceği belirli bir maksimum elektron sayısına sahiptir. Sıradan metallerde en dıştaki orbitaldeki elektron sayısı sabittir - örneğin bakırın bir elektronu vardır ve demir bu dış kabuğa iki sahiptir. Atoma eklenen başka herhangi bir enerjiyi (örneğin ısı veya elektrik) atmayın, elektronlar toprak durumu olarak adlandırılan en düşük enerjili bir durumdadır.

Plütonyumun elektronlarının bu toprak durumunda neye benzediğini anlamak için Janoschek'in ekibi bir plütonyum örneğinde bir nötron ışını ateşledi. Nötronlar ve elektronların her ikisi de manyetik alanlara sahiptir ve bu alanların manyetik anları vardır. Bir manyetik an, bir manyetik alandaki bir nesneyi hizalamak için gereken kuvvetin miktarına ve yönüne atıfta bulunur. Nötronların ve elektronların anlarının etkileşime girmesiyle, Janoschek'in ekibi elektronların toprak durumlarının bir tür imzasını gözlemledi ve bu da dış kabuktaki elektronların sayısını ortaya çıkardı.

Bu, plütonyumun, toprakta dış kabukta dört, beş veya altı elektrona sahip olabileceğini buldu. Elementin tuhaf özelliklerini önceden açıklamaya çalışan bilim adamları, sayının sabit olduğunu varsaymıştı.

Ama bu yeni çalışmanın gösterdiği şey değil. Janoschek, "Üç farklı konfigürasyon arasında dalgalanıyor," dedi. "Her üçte aynı anda."

Rutgers Üniversitesi'ndeki fizikçiler, plütonyum elektronlarının bu şekilde dalgalanabileceğini düşünen yeni bir matematiksel araç geliştirdikten sonra, 2007 yılında bu garip durumun teorik temeli atıldı. Los Alamos deneyi, teorinin ilk denemesidir ve doğru olduğu kanıtlanmıştır.

Plütonyumun tuhaf özellikleri

Bu dalgalanma plütonyumun manyetik olma nedenini açıklayabilir. Mıknatıslar yapıştırma gücünü eşleşmemiş elektronlardan alır. Her elektron, kuzey ve güney kutbu olan küçük bir mıknatıs gibidir. Elektronlar bir atomun kabuklarını doldurduklarında, her birinin yerini tek olarak alırlar ve manyetik anlar aynı yöne işaret eder. Daha fazla elektron kabuğunu doldurduğunda, manyetik alanların iptal edilmesi için her biri birbirine bakan kuzey ve güney kutupları ile eşleşir. Ama bazen bir elektron bir ortak bulamaz. Örneğin, demir bir manyetik alana konduğunda, eşlenmemiş elektronların hepsi bir araya gelerek bir manyetik alan yaratır ve diğer mıknatısları çeker. [9 Mıknatıslar Hakkında Serin Gerçekler]

Plütonyumun dış kabuğundaki elektronların sayısı değişmeye devam ettiği için, eşleştirilmemiş elektronlar asla manyetik bir alanda dizilmeyecek ve böylece plütonyum manyetik hale gelemez.

Janoschek, plütonyumun özelliklerini elementi periyodik tablodaki iki element grubu arasına yerleştirdiğini söyledi. "Uranyum ve neptünuma toryuma bakın - geçiş metalleri gibi davranırlar, daha metalik hale gelirler" dedi. Daha ağır öğelere geçtiğinizde (periyodik tablodaki sağa), bu değişir. "Amerika'ya ve ötesine geçtiğinizde, nadir topraklara benziyorlar." Neodymium gibi nadir topraklar çok iyi mıknatıslar oluştururken, geçiş metalleri çoğu zaman bunu yapmaz.

Deney, plütonyumun başka bir tuhaf özelliğini çırpmaktan fazlasını yaptı. Plütonyumun tuhaf elektronlarının keşfi ile birlikte deneydeki matematiksel teknik, bilim insanlarının yeni materyallerin nasıl davranabileceğini tahmin etmelerine yardımcı olabilir. Şimdiye kadar bu davranışı azaltmanın tek yolu, onları ısıtmak veya elektrik ya da manyetik alanlarla çarpmak gibi deneyler yapmaktı. Şimdi önceden bilmenin bir yolu var.

Rutgers'de fizik profesörü ve matematiği ilk kez çalıştıran bilim adamlarından biri olan Gabriel Kotliar, “Materyallerin tahmini bir teorisi büyük bir olaydır, çünkü sonuçta bilgisayardaki materyallerin özelliklerini simüle edip tahmin edebileceğiz” dedi. "Plütonyum gibi radyoaktif malzemeler için, gerçek bir deney yapmaktan çok daha ucuz."

Ayrıca, plütonyumun bir başka tuhaf özelliğini açıklamaya da yardımcı olur - eleman, bir elektrik akımı ile ısıtıldığında veya zapt edildiğinde diğer metallerden daha fazla genişler ve daralır. Plütonyumun tam olarak şekillendirilmesi gerektiğinden, nükleer bomba yapmak önemlidir. Mühendisler uzun zaman önce bu şekil değişikliğini hesaba katmayı öğrendiler, ama şimdi bunun neden olduğunu biliyorlar.

Çalışma, günümüzün (10 Temmuz) Bilimsel Gelişim sayısında yayınlanmıştır.

@wordssidekick, Facebook ve Google+ bizi takip edin. Canlı Bilim ile ilgili orijinal makale.


Video Takviyesi: .




Araştırma


Kusmuk Kuyruğu Nedir?
Kusmuk Kuyruğu Nedir?

Bira Nasıl Çalışır
Bira Nasıl Çalışır

Bilim Haberleri


Donanma Whodunit: Arctic Expedition Of Demed Ekibi Öldü
Donanma Whodunit: Arctic Expedition Of Demed Ekibi Öldü

Büyük Sualtı Kanyonu Muhteşem Deep-Sea Creatures'A Ev Sahipliği Yapıyor
Büyük Sualtı Kanyonu Muhteşem Deep-Sea Creatures'A Ev Sahipliği Yapıyor

Günde 1 Içecek Daha Az Göğüs Kanseri Riskinizi Arttırır
Günde 1 Içecek Daha Az Göğüs Kanseri Riskinizi Arttırır

Neden Şakayı Aldın: Brain'In Sarcasm Merkezi Bulundu
Neden Şakayı Aldın: Brain'In Sarcasm Merkezi Bulundu

Yeni Zelanda'Da Bulunan Sofistike 600 Yıllık Kano
Yeni Zelanda'Da Bulunan Sofistike 600 Yıllık Kano


TR.WordsSideKick.com
Her Hakkı Saklıdır!
Herhangi Bir Malzemenin Çoğaltılabilir Sadece Siteye Aktif Linki Prostanovkoy TR.WordsSideKick.com

© 2005–2019 TR.WordsSideKick.com