Un atom tocmai a încălcat una dintre cele mai mari reguli ale fizicii nucleare

Fizicienii au descoperit o nouă „insulă de inversiune” surprinzătoare într-un loc în care nimeni nu se aștepta: printre nucleele în care numărul de protoni este egal cu cel al neutronilor.

Timp de mulți ani, fizicienii nucleari au crezut că aceste insule se găsesc în principal în izotopii plini de neutroni suplimentari. Aceste regiuni neobișnuite ale hărții nucleare sunt locuri unde structura normală a nucleelor atomice încetează brusc să mai urmeze regulile așteptate.

• Cercetătorii au dezvăluit cel mai vechi catalog stelar realizat vreodată
• Viața la mare altitudine ar putea avea un impact surprinzător asupra riscului de diabet

În aceste cazuri, binecunoscutele „numere magice” dispar, formele nucleare sferice se pierd, iar nucleul poate trece într-o formă extrem de distorsionată.

Până acum, toate exemplele cunoscute apăreau în nuclee foarte instabile, bogate în neutroni, precum beriliu-12, magneziu-32 și crom-64. Toate acestea se află departe de elementele stabile găsite frecvent în natură.

O descoperire neașteptată

Un nou studiu realizat de o echipă internațională de cercetători a scos la iveală ceva neprevăzut. Oamenii de știință au identificat o Insulă de Inversiune într-un loc în care numărul de protoni și cel de neutroni sunt egali.

Cercetătorii s-au concentrat pe doi izotopi de molibden: molibden-84 și molibden-86. Ambii se află de-a lungul liniei N=Z, esențială în fizica nucleară, dar acești izotopi sunt extrem de greu de studiat deoarece sunt dificil de creat în laborator.

Folosind fascicule de izotopi rari la Universitatea de Stat din Michigan și detectori de raze gamma ultrasensibili, echipa a măsurat durata de viață a stărilor nucleare excitate cu o precizie la scară de picosecunde (trilionimi de secundă).

Rezultatele au arătat un contrast izbitor între cei doi izotopi. Deși diferă prin doar doi neutroni, comportamentul lor este radical diferit, scrie Sciencedaily.

Noi perspective asupra forțelor fundamentale

Molibdenul-84 prezintă o mișcare colectivă neobișnuit de mare. Fizicienii descriu acest fenomen ca o „excitație particulă-gol”. În acest proces, mulți nucleoni sar simultan în orbitali de energie mai înaltă, lăsând în urmă goluri. Această reorganizare masivă face ca nucleul să devină puternic deformat. Molibdenul-86 se comportă mult mai moderat și rămâne mult mai puțin deformat.

Cercetătorii au descoperit, de asemenea, că aceste rezultate nu pot fi reproduse fără a lua în calcul forțele de trei nucleoni. În aceste interacțiuni, trei nucleoni se influențează reciproc simultan. Modelele care includ doar interacțiunile tradiționale între doi nucleoni nu au reușit să explice structura observată.

Această insulă descoperită în nucleu reprezintă primul exemplu cunoscut într-un sistem simetric proton-neutron. Descoperirea contestă ipotezele vechi de decenii despre locurile unde se pot forma aceste regiuni nucleare neobișnuite și oferă noi perspective asupra forțelor fundamentale care țin nucleele atomice laolaltă.

Vă mai recomandăm să citiți și:

O particulă subatomică detectată pe Pământ în 2023 ar putea explica aproape totul despre Univers

Test de cultură generală. Cine a inventat ceasul atomic?

Cercetătorii au realizat, în premieră, un cristal din atomi „exotici” uriași

Un fizician explică cum se formează atomii