Maria Goeppert Mayer; Nadir-Toprak Elementlerinin İkinci Serisi, 1941 (second series of rare-earth elements)


Her gün birisi periyodik tabloya yeni bir element eklemiyor, ancak Alman fizikçi Maria Goeppert Mayer bir adım daha ileri gitti ve bütün bir satır ekledi.

Mayer, kocası görevli olduğu için maaşsız çalışmak zorunda kaldığı ABD'deki Columbia Üniversitesi'ndeyken Enrico Fermi ve Harold Urey ile tanıştı. Fermi, uranyumun bozunma ürünlerini ve bunun ötesinde olabilecek elementleri çözmeye çalışıyordu; bu sırada 93 numaralı neptünyum, Edwin McMillian ve Philip Abelson tarafından yeni keşfedilmişti.

Maria Goeppert
Mayer
(1906 – 1972)

Fermi, Goeppert Mayer'den, potansiyel enerji için Thomas–Fermi modelini kullanarak, uranyum (atom numarası Z = 92) yakınındaki atomların 5f elektron yörüngeleri için).

Erwin Schrödinger denkleminin özfonksiyonlarını hesaplamasını istedi. (Thomas–Fermi modeli, yüksek Z atomlarındaki elektron dağılımını yaklaşık olarak tahmin etmek için 1927'de Llewellyn Thomas ve Fermi tarafından bağımsız olarak geliştirilen sayısal bir istatistiksel modeldir.)

Schrödinger denklemini radyal özfonksiyonlar için Thomas–Fermi potansiyeli ile sayısal olarak çözen Goeppert Mayer, f orbitallerinin kritik Z değerlerinde (4f için Z = 59 ve 5f için Z = 91 veya 92) doldurulmaya başlandığını ve modelin istatistiksel doğası nedeniyle birkaç Z'nin yanlış olduğunu buldu.

Bu kritik değerlerde, atom kimyasal reaksiyonlarda güçlü katılımı durdurur. Mayer'in öngörüsü, Fermi'nin uranyumun ötesindeki herhangi bir elementin zaten bilinen nadir toprak elementlerine kimyasal olarak benzer olduğunu ve böylece transuranik sırayı öngördüğünü doğruladı.

Goeppert Mayer daha sonra nükleer kabuk modelinin geliştirilmesi için 1963 Nobel Fizik Ödülü'nü paylaşacaktı.


(a) l = 3 ve Z = 57 için, n = nr + l +1 alındığında, 4f yörüngesi için şekildeki denklemin sayısal çözümleri; üç enerji değeri (e = - 0.0668, - 0.0669, - 0.0670) uygulanmıştır; enerji - 0.0669 rydberg olduğunda, çözüm uzak mesafelerde sonludur, (b) Mayer yöntemini kullanarak en ağır elementlerin yörünge enerjileri; 6d ve 5f eğrilerinin çapraz geçişi yaklaşık Z=90'dır, Z=91'de 5f enerji seviyesi 6d'nin altındadır (https://arxiv.org/pdf/0810.2129.pdf)

 

https://physicsworld.com/a/the-10-greatest-predictions-in-physics/

6 Ocak 2022

 

GERİ (10 öngörü)