Ett internationellt team av forskare har avslöjat världens första produktion av en renad stråle av neutronrik, radioaktiva tantaljoner. Denna utveckling kan nu tillåta labbbaserade experiment på exploderande stjärnor som hjälper forskare att svara på långvariga frågor som "var kommer guld ifrån?"

I ett papper publicerat i Fysiska granskningsbrev , University of Surrey tillsammans med sina partners beskriver hur de använde en ny isotopseparationsanläggning, kallas KISS, som utvecklas och drivs av Wako Nuclear Science Center (WNSC) i High Energy Accelerator Research Organization (KEK), Japan, att göra strålar av tunga tantalisotoper.

Det kemiska elementet i tantal är extremt svårt att förånga, så laget var tvunget att fånga radioaktiva tantalatomer i högtrycksargongas, joniserar atomerna med exakt avstämda lasrar. En enda isotop av radioaktivt tantal kunde sedan väljas ut för detaljerad undersökning.

I studien, teamet fann att när de produceras i ett metastabilt tillstånd, tantal-187:s kärna roterade flyktigt på ett oregelbundet sätt. Teamet upptäckte att tantal-187:s gammastrålande "fingeravtryck" var karakteristiskt för en prolat (amerikansk fotboll) form men samtidigt med en antydan till en oblate (pannkaka) form.

Teamet tror att deras resultat antyder möjligheten av tantals mer dramatiska formförändring till en fullständig oblatrotation som de siktar på att utforska i detalj i framtida experiment.

Philip Walker, Emeritus professor i fysik vid University of Surrey, sade:"Teorin tyder på att bara två neutroner till kan tippa formen av tantal-187 från prolat till oblate, så tantal-189 är ett mål för framtida undersökningar. Dock, det verkar nu vara en verklig möjlighet att gå längre och nå okända tantal-199, med 126 neutroner, för att testa den exploderande stjärnmekanismen. "

Yoshikazu Hirayama, Docent i WNSC i KEK, sa:"Vår KISS är en unik anläggning som kan tillhandahålla outforskade tunga kärnor, såsom tantal-187, 189, och 199, för studier av exotiska nukleära strukturer. Vi har börjat fördjupa oss i mekanismen för syntesen av element i universum genom kärnenergistudierna vid KISS."