O descoperire neașteptată zguduie fizica nucleară: o „insulă de inversiune” într-un loc neobișnuit
Fizicienii au făcut o descoperire surprinzătoare în domeniul fizicii nucleare, identificând o „insulă de inversiune” într-un loc neașteptat: în nucleele atomice unde numărul de protoni este egal cu cel al neutronilor. Această descoperire pune sub semnul întrebării unele dintre teoriile stabilite de-a lungul anilor și deschide noi perspective asupra forțelor fundamentale care guvernează structura atomilor.
De multă vreme, oamenii de știință credeau că aceste „insule de inversiune” apar în special în izotopi instabili, cu un număr mare de neutroni. Aceste zone nucleare neobișnuite sunt locuri unde structura normală a nucleelor atomice încetează să mai urmeze regulile așteptate. „În aceste cazuri, binecunoscutele „numere magice” dispar, formele nucleare sferice se pierd, iar nucleul poate trece într-o formă extrem de distorsionată,” explică cercetătorii. Până acum, toate exemplele cunoscute se găseau în nuclee instabile, bogate în neutroni, aflate departe de elementele stabile întâlnite în natură.
Studiul aprofundat al izotopilor de molibden
O echipă internațională de cercetători s-a concentrat pe studiul izotopilor de molibden, mai precis pe molibden-84 și molibden-86. Aceștia se află pe linia N=Z, un aspect crucial în fizica nucleară, unde numărul de protoni (Z) este egal cu numărul de neutroni (N). Acești izotopi sunt greu de studiat din cauza dificultății de a fi creați 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 incredibilă.
Rezultatele au fost surprinzătoare. Contrar așteptărilor, comportamentul celor doi izotopi a fost radical diferit, deși diferența dintre ei era de doar doi neutroni. „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,” se arată în studiu. Această reorganizare duce la o deformare considerabilă a nucleului. În schimb, molibdenul-86 a avut un comportament mai moderat, rămânând mai puțin deformat.
Implicații pentru înțelegerea forțelor nucleare
Cercetătorii au descoperit că aceste rezultate nu pot fi explicate fără a lua în considerare forțele de trei nucleoni, caz în care trei nucleoni se influențează reciproc simultan. Modelele care includ doar interacțiunile clasice între doi nucleoni nu au reușit să reproducă structura observată experimental. Această descoperire reprezintă primul exemplu cunoscut de „insulă de inversiune” detectată într-un sistem simetric proton-neutron.
Această descoperire importantă în fizica nucleară contestă ipotezele anterioare despre locurile unde se pot forma aceste regiuni nucleare neobișnuite. Studiul oferă o nouă perspectivă asupra interacțiunilor fundamentale care țin nucleele atomice laolaltă. Următorul pas pentru cercetători este să aprofundeze aceste rezultate și să exploreze implicațiile lor pentru înțelegerea forțelor nucleare.
Sursa: Descopera
