Для перевозки миллионных долей грамма бериллия-7 собрали установку весом 800 килограммов.

Согласно теории, после Большого взрыва появились атомы бериллия-7, которые в ходе радиоактивного распада превратились в изотопы лития. Современная проблема космологии заключается в том, что расчётное количество лития, которое должно было образоваться после Большого взрыва, не соответствует реальным измерениям. Для решения этой загадки объединились ученые из Института Пауля Шеррера (PSI) и ЦЕРН. Их работа опубликована в журнале Physical Review Letters.

Идея эксперимента зародилась в 2012 году, когда глава исследовательской группы по изучению изотопов при Институте Пауля Шеррера Доротея Шуман (Dorothea Schumann) узнала, что может извлечь изотопы бериллия из источника расщепления нейтронов (SINQ). Она рассказала:

«Здесь в PSI у нас есть возможность собирать редкие радиоактивные изотопы. Для сотрудников, которые используют инструменты, вроде SINQ, эти изотопы — побочный продукт, но для многих других научных учреждений они очень важны. Поэтому мы выступаем для них в качестве поставщика таких продуктов».

Эмилио Могери (Emilio Maugeri), Стефан Хейниц (Stephan Heinitz) и Доротея Шуман (Dorothea Schumann) / Paul Scherrer Institute

ЦЕРН проявил заинтересованность в исследовании бериллия-7 для решения космологической проблемы лития, но сложность оказалась в содержании и транспортировке изотопов. Из-за радиоактивного распада количество бериллия-7 уменьшается примерно наполовину каждые 53 дня. Необходимое количество материала собирали в течение трех недель, затем потребовалась еще неделя, чтобы очистить бериллий-7. Его поместили в уже готовую к тому моменту установку для перевозки. Она весила 800 килограммов, при этом большая часть веса ушла на экранирование радиоактивного изотопа.

Ученые из Европейской организации по ядерным исследованиям провели эксперимент с поперечным сечением нейтронов — он выражает вероятность взаимодействия между падающим нейтроном и ядром-мишенью. В опыте ЦЕРН бериллий-7 захватывал один нейтрон и выпускал один протон — так он трансформировался в литий-7. Исследователи сделали ряд измерений для широкого спектра энергий падающего нейтрона, однако эксперимент не решил космологическую проблему лития, поэтому ученые продолжат поиски.