Magnezyum-18, periyodik tablonun 12. elementi olan magnezyumun en hafif izotopudur.
Dünya, uzun zaman önce yıldızlarda dövülmüş ve o zamandan beri gezegenin kabuğundaki minerallerimizin önemli bir bileşeni haline gelen doğal magnezyumla doludur.
Ancak bu magnezyum stabildir. Atom çekirdeği parçalanmaz. Magnezyum-18 izotopu ise doğada bulunamayacak kadar kararsızdır.
Tüm magnezyum atomlarının çekirdeklerinde 12 proton bulunur. Daha önce, magnezyumun en hafif versiyonunda 7 nötron vardı, bu da ona toplam 19 proton ve nötron veriyordu. Bu nedenle magnezyum-19 olarak adlandırıldı.
Michigan State Üniversitesi Ulusal Süper iletken Siklotron Laboratuvarı'ndan Dr. Kyle Brown ve meslektaşları, bir nötron daha hafif olan magnezyum-18'i yapmak için kararlı bir magnezyum izotopu olan magnezyum-24 ile başladılar.
Ulusal Süper İletken Siklotron Laboratuvarı'ndaki siklotron, bir magnezyum-24 çekirdeği ışınını ışık hızının yaklaşık yarısına kadar hızlandırdı ve bu ışın demetini berilyum elementinden yapılmış bir metal folyo olan bir hedefe gönderdi. Ve bu sadece ilk adımdı.
Dr. Brown, "Bu çarpışma size magnezyum-24'ten daha hafif bir grup farklı izotop veriyor. Ama siz o seçeneklerden istediğiniz izotopu seçebiliriz" dedi.
Bu durumda, bu izotop magnezyum-20'dir. Bu sürüm kararsızdır, yani genellikle saniyenin onda biri içinde bozulur.
Böylece ekip, magnezyum-20'yi yaklaşık 30 m uzaktaki başka bir berilyum hedefiyle çarpışması için kullanmaya hazırdı.
Dr. Brown "Ama ışık hızının yarısı kadar hızla hareket ediyor. Oldukça hızlı bir şekilde oraya varıyor," dedi
Saniyenin sekstilyonda biri kadar bir yaşam süresine sahip olan magnezyum-18'i yaratan bir sonraki çarpışmadır.
Bu o kadar kısa bir süre ki, magnezyum-18 parçalanmadan önce tam teşekküllü bir atom olmak için kendini elektronlarla örtmez. Sadece çıplak bir çekirdek olarak var olur. Aslında, o kadar kısa bir süre ki, magnezyum-18 asla berilyum hedefinden ayrılmaz. Yeni izotop hedefin içinde bozunur.
Bu, bilim adamlarının izotopu doğrudan inceleyemeyecekleri, ancak bozunmasının açıklayıcı işaretlerini karakterize edebilecekleri anlamına gelir.
Önce çekirdeğinden iki proton çıkararak neon-16'ya dönüşür, daha sonra oksijen-14'e dönüşmek için iki proton daha çıkarır.
Ekip, hedeften kaçan protonları ve oksijeni analiz ederek magnezyum-18'in özelliklerini çıkarabilir.
Dr. Brown, insanların her gün yeni bir izotop keşfetmediğini söyledi ve ekledi "Bu bir ekip çalışmasıydı. Herkes bu proje için gerçekten çok çalıştı. Oldukça heyecan verici.”
Sonuçlar Physical Review Letters dergisinde yayınlandı.