O nouă „insulă de inversiune” descoperită într-un loc neașteptat din nucleul atomic
Cercetătorii au identificat o „insulă de inversiune” într-un loc neașteptat: în nucleele atomice unde numărul de protoni este egal cu cel al neutronilor. Această descoperire surprinzătoare contestă teoriile anterioare despre locațiile acestor structuri anormale și oferă noi perspective asupra forțelor fundamentale care guvernează atomii. Rezultatele studiului, realizat de o echipă internațională, au fost publicate recent în revista de specialitate ScienceDaily.
Până acum, oamenii de știință credeau că aceste „insule de inversiune”, regiuni nucleare neobișnuite unde regulile normale sunt suspendate, se găsesc în principal în izotopii cu un exces de neutroni. În aceste zone, „numerele magice” care stabilesc stabilitatea nucleelor dispar, formele sferice se pierd, iar nucleele pot suferi deformări extrem de mari. Toate exemplele cunoscute până în prezent au fost observate în nuclee instabile, bogate în neutroni, aflate departe de elementele stabile din natură.
Studiul concentrat pe izotopii de molibden
Noua cercetare s-a concentrat pe doi izotopi de molibden: molibden-84 și molibden-86. Aceștia se află de-a lungul liniei N=Z, unde numărul de neutroni (N) este egal cu numărul de protoni (Z), o componentă esențială în fizica nucleară. Izotopii de pe această linie sunt dificil de studiat din cauza instabilității lor, ceea ce a făcut descoperirea și mai remarcabilă.
Echipa de cercetare a utilizat fascicule de izotopi rari la Universitatea de Stat din Michigan și detectori de raze gamma ultrasensibili. Cu ajutorul acestor echipamente sofisticate, oamenii de știință au măsurat durata de viață a stărilor nucleare excitate cu o precizie incredibilă. Această metodă a relevat un contrast izbitor între cei doi izotopi, cu toate că diferă doar prin doi neutroni.
Comportamente nucleare surprinzătoare
Molibdenul-84 a prezentat o mișcare colectivă neobișnuit de mare. Fizicienii au descris acest fenomen drept o „excitație particulă-gol”, unde mai mulți nucleoni sar simultan în orbitali de energie superioară, lăsând goluri în urmă. Această reorganizare masivă contribuie la deformarea severă a nucleului. În schimb, molibdenul-86 s-a comportat mult mai moderat și a rămas mai puțin deformat.
Cercetătorii au descoperit, de asemenea, că rezultatele obținute nu pot fi reproduse fără a ține cont de forțele cu trei nucleoni. Aceste interacțiuni, în care trei nucleoni influențează reciproc în același timp, au fost cruciale pentru explicarea structurii observate. Modelele care includeau doar interacțiunile tradiționale între doi nucleoni nu au reușit să ofere o explicație adecvată.
Această descoperire deschide noi căi de cercetare în domeniul fizicii nucleare. Oamenii de știință speră ca studiul aprofundat al acestor „insule de inversiune” să permită o mai bună înțelegere a forțelor fundamentale care guvernează interacțiunile nucleare și stabilitatea atomilor.
Sursa: Descopera
