เมื่อคุณนึกถึงประเภทของนักวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาโรคมะเร็ง คุณอาจไม่ได้นึกถึงนักฟิสิกส์ในทันที แต่สาขาการวิจัยที่กำลังเติบโตที่เรียกว่า “ฟิสิกส์ของมะเร็ง” กำลังเห็นว่านักวิทยาศาสตร์ทางกายภาพนำเครื่องมือใหม่และมุมมองใหม่มาสู่โรคที่ซับซ้อนที่สุดนี้ ฉบับเดือนกรกฎาคมซึ่งสามารถดาวน์โหลดได้ฟรี เป็นฉบับพิเศษที่กล่าวถึงงานทดลองและทฤษฎีที่น่าสนใจที่สุดในสาขานี้
ใน การสำรวจ
ความคิดเห็นเมื่อสัปดาห์ที่แล้วเราถามคุณว่าคุณคิดว่ายานโวเอเจอร์ 1 ออกจากระบบสุริยะแล้วหรือยัง คำถามนี้ถูกจุดประกายหลังจากเอกสาร 3 ฉบับที่ตีพิมพ์ในนิตยสาร เมื่อสัปดาห์ที่แล้วอธิบายว่ายานอวกาศของ NASA เข้าสู่ส่วนที่แตกต่างกันที่ขอบระบบสุริยะเมื่อเดือนสิงหาคมปีที่แล้วได้อย่างไร
แต่ไม่มีใครเข้าใจเขาเลย”แล้วเขารู้สึกอย่างไรที่ชื่อของเขาได้รับรางวัลใหญ่ที่สุดในสาขาฟิสิกส์ของอนุภาค? “สิ่งที่ติดชื่อผมส่วนใหญ่ไม่ควรมี” เขาตอบ “แต่อาจติดฮิกส์โบซอนอย่างถูกต้อง เพราะผมอาจเป็นคนที่ดึงความสนใจไปที่ชื่อนี้มากที่สุดในเอกสารของผม อย่างไรก็ตาม ย่อหน้านี้อาจเป็นเหตุผลว่า
กับนักข่าวในช่วงอาหารค่ำ มีรายงานว่าฮิกส์ได้กล่าวเหนือสิ่งอื่นใดว่าสถานะผู้มีชื่อเสียงของฮอว์คิงทำให้เขาได้รับความน่าเชื่อถืออย่างไม่สมควรในทันที และการสื่อสารระหว่างฮอว์คิงกับนักทฤษฎีในสาขาอื่นๆ นั้นทำได้ยาก เรื่องราวที่หนังสือพิมพ์ฉบับอื่นหยิบยกขึ้นมายังรายงานว่าฮอว์กิงชนะการเดิมพันว่า
จะไม่พบฮิกส์โบซอนที่เครื่องชนกันของอิเล็กตรอนโพซิตรอนขนาดใหญ่ที่เซิร์นทำไมฉันถึงได้รับเครดิตจากสิ่งที่เรียกว่าฮิกส์โบซอน”ในแบบสำรวจของเรา 69% ของผู้ตอบแบบสอบถามเชื่อว่ายานโวเอเจอร์ 1 ได้เข้าสู่อวกาศระหว่างดวงดาวแล้ว ในขณะที่ 31% เชื่อว่ายานยังคงอยู่ในระบบสุริยะของเรา
ในปฏิกิริยาจับนิวตรอนต่อเนื่องที่ห้องปฏิบัติการลอว์เรนซ์ เบิร์กลีย์ ระหว่างปี พ.ศ. 2483 ถึง พ.ศ. 2496 การทดลองเหล่านี้ ซึ่งนิวเคลียสได้รับนิวตรอนมากเป็นพิเศษระหว่างการเปิดรับแสงนานในเครื่องปฏิกรณ์นิวตรอนฟลักซ์สูง ส่งผลให้มีการค้นพบ ของธาตุใหม่ที่มีเลขอะตอมสูงถึง 100 (เฟอร์เมียม)
อย่างไรก็ตาม
เทคนิคนี้ไม่สามารถสำรวจนิวเคลียสที่หนักกว่าได้ เนื่องจากนิวเคลียสสลายตัวก่อนที่จะมีเวลาจับนิวตรอนถัดไป ในความพยายามที่จะผลิตธาตุที่หนักกว่าเฟอร์เมียม นักวิจัยได้หันไปใช้ปฏิกิริยาไอออนหนัก ซึ่งนิวเคลียสสองนิวเคลียส อันหนึ่งอยู่ในลำแสงไอออนหนัก และอีกอันอยู่ในเป้าหมาย
ถูกบังคับให้เกิดปฏิกิริยาฟิวชันเพื่อสร้างสารประกอบที่หนักกว่า นิวเคลียส. อย่างไรก็ตาม ปัญหาของวิธีการนี้คือการชนกันระหว่างไอออนทำให้นิวเคลียสของสารประกอบอยู่ในสถานะตื่นเต้นมาก ซึ่งหมายความว่ามีแนวโน้มที่จะเกิดฟิชชันในทันที นอกจากนี้ ผลของการทำให้เสถียรของกระสุนนิวเคลียร์
จะลดลงอย่างรวดเร็วเมื่อพลังงานกระตุ้นเพิ่มขึ้นการสำรวจเลขอะตอมที่มากกว่า 106 เป็นไปได้หลังจากการค้นพบปฏิกิริยาฟิวชั่นเย็น ในปี 1974 ในปฏิกิริยาเหล่านี้ ไอออนหนัก เช่น ตะกั่วหรือบิสมัทจะถูกระดมยิงด้วยโพรเจกไทล์ไอออนที่มีเลขมวลมากกว่า 40 ในปฏิกิริยาเหล่านี้
พลังงานจลน์ของโพรเจกไทล์จะถูกดูดซับ ส่งผลให้นิวเคลียสของสารประกอบตื่นเต้นน้อยลงมากในช่วงต้นทศวรรษ 1990 และเพื่อนร่วมงานที่ห้องปฏิบัติการ ในเมือง ประเทศเยอรมนี ใช้ปฏิกิริยาฟิวชันเย็นเพื่อสังเคราะห์ธาตุ 107-112 ข้อมูลเหล่านี้ได้รับการยืนยันในภายหลัง และเพื่อนร่วมงานที่ห้องปฏิบัติการ
ในโตเกียว ซึ่งสังเคราะห์ธาตุ 110 และ 111 ในปฏิกิริยาฟิวชันเย็นด้วย ปีที่แล้ว สหภาพเคมีบริสุทธิ์และเคมีประยุกต์ระหว่างประเทศ เห็นพ้องต้องกันว่าธาตุ 110 ควรเป็นที่รู้จักในชื่อดาร์มสตัดเทียม และควรให้เครดิต GSI กับการค้นพบธาตุ 111 ด้วย ขณะนี้ทั้งทีม มีแผนที่จะสังเคราะห์ธาตุ 113 และสูงกว่า
แต่ถึงกระนั้น
การหลอมเหลวแบบเย็นก็มีข้อจำกัดหากเราต้องการสำรวจบริเวณธาตุหนักยิ่งยวดอย่างครบถ้วน ทั้งนี้เนื่องจากนิวเคลียสมวลมากมีแนวโน้มที่จะต้านทานการหลอมรวม ซึ่งเป็นผลกระทบที่เพิ่มขึ้นตามประจุไฟฟ้าของโพรเจกไทล์ไอออน ซึ่งหมายความว่าความน่าจะเป็นของการก่อตัวของธาตุใหม่
จะลดลงอย่างทวีคูณฟังก์ชันของเลขอะตอมของนิวเคลียสของสารประกอบ นอกจากนี้ นิวเคลียสของสารประกอบที่เกิดขึ้นในปฏิกิริยาฟิวชั่นเย็นยังมีจำนวนนิวตรอนค่อนข้างน้อย ตัวอย่างเช่น ในกรณีของธาตุ 112 นิวเคลียสสุดท้ายมีโปรตอน 112 ตัวและนิวตรอน 165 ตัว ซึ่งยังอยู่ห่างจากเปลือกปิด
ที่คาดการณ์ไว้ 19 นิวตรอนที่หมายเลขนิวตรอนมหัศจรรย์ N = 184 วิธีหนึ่งในการผลิตนิวเคลียสที่มีจำนวนนิวตรอนสูงกว่าคือการใช้ไอโซโทปแคลเซียม-48 ที่หายากซึ่งมีโปรตอน 20 ตัวและนิวตรอน 28 ตัวเป็นโพรเจกไทล์ ในปฏิกิริยาเหล่านี้ นิวเคลียสของสารประกอบมีพลังงานกระตุ้นประมาณ 30-40 MeV
แม้ว่าวิธีนี้จะยับยั้งผลกระทบของเปลือก แต่พวกมันก็ยังแข็งแรงพอที่จะสังเกตนิวเคลียสมวลยิ่งยวดขั้นสุดท้ายได้ นอกจากนี้ ความแตกต่างของมวลที่มากระหว่างนิวเคลียสที่มีปฏิสัมพันธ์กันทั้งสองจะลดแรงผลักของคูลอมบ์ระหว่างนิวเคลียสในขณะที่พวกมันสัมผัสกัน และทำให้มีโอกาสเกิดฟิวชันเพิ่มขึ้น
แม้จะมีข้อดีที่ชัดเจนเหล่านี้ แต่ความพยายามทั้งหมดในการสังเคราะห์ธาตุใหม่โดยใช้แคลเซียม-48 ไอออนระหว่างปี พ.ศ. 2520 ถึง พ.ศ. 2528 ล้มเหลว อย่างไรก็ตาม เทคนิคการทดลองที่ได้รับการปรับปรุงและความพร้อมใช้งานของลำแสงแคลเซียมไอออนเข้มข้นได้เพิ่มความไว
ของการทดลองเหล่านี้อย่างน้อยสามลำดับความสำคัญ สิ่งนี้ทำให้เราและเพื่อนร่วมงานในสหรัฐอเมริกาสามารถสำรวจลึกเข้าไปในบริเวณที่มีธาตุหนักยิ่งยวดได้ หากทฤษฎีถูกต้อง องค์ประกอบต่างๆ บนเกาะแห่งความมั่นคงไม่ควรสลายตัวด้วยฟิชชันที่เกิดขึ้นเอง พวกเขาควรผ่านการสลายตัวของอัลฟ่าแทน
