Fizica nucleară tocmai a atins o piatră de hotar fascinantă odată cu măsurarea recentă, pentru prima dată în aproape trei decenii, a dezintegrării radioactive prin emisia de protoni dintr-un nucleu atomic extrem de greu. Acest progres a fost realizat la Laboratorul de Acceleratoare al Universității din Jyväskylä din Finlanda și marchează un punct de cotitură în înțelegerea limitelor materiei și a mecanismelor care guvernează stabilitatea nucleară. Rezultatele au fost descrise într-un articol publicat în Nature Communications.
Dezintegrarea radioactivă este o caracteristică binecunoscută a nucleelor instabile, care tind să revină la echilibru prin emiterea diverselor particule. Printre cele mai frecvente procese se numără dezintegrarea alfa (emisia unui nucleu de heliu) sau dezintegrarea beta (emisia unui electron sau pozitron). Emisia de protoni este o formă mult mai rară și puțin studiată, în special pentru nucleele grele. În acest fenomen, un proton este ejectat din nucleu, reducând numărul de protoni și contribuind la aducerea nucleului mai aproape de o stare mai stabilă. Tocmai această formă de dezintegrare a fost observată cu succes de cercetătorii finlandezi într-un izotop rar al astatinei, numit 188At. Acest nucleu are 85 de protoni și 103 neutroni și este situat la limita extremă a materiei, ceea ce face ca studiul său să fie deosebit de dificil.
Producerea și identificarea unui astfel de nucleu exotic necesită tehnici sofisticate. Pentru a obține izotopul 188At, cercetătorii au bombardat o țintă naturală de argint cu un fascicul de ioni de stronțiu (84Sr). Acest proces de fuziune-evaporare este controlat foarte fin pentru a crea nuclee rare în cantități infime. Instrumentul cheie în acest experiment este detectorul separator de recul RITU, un dispozitiv capabil să izoleze nucleele produse și să măsoare cu precizie proprietățile și modurile de dezintegrare ale acestora. Datorită acestor măsurători, echipa a reușit să confirme dezintegrarea prin emisie de protoni, o realizare nemaiatinsă din 1996 pe un nucleu atât de greu.
Dar dincolo de aspectul experimental, cercetătorii au dezvoltat un model teoretic inovator pentru a interpreta datele. Acest model descrie nucleul 188 At ca fiind puternic „prolatat”, adică având forma unui pepene verde alungit. Această formă influențează direct modul în care protonii sunt legați și emiși și dezvăluie interacțiuni neobservate până acum în nucleele grele. Henna Kokkonen, doctoranda din spatele acestei lucrări, subliniază importanța acestor rezultate în împingerea limitelor fizicii nucleare: „Fiecare experiment este o provocare și este fantastic să efectuăm cercetări care să ne îmbunătățească înțelegerea limitelor materiei și a structurii nucleelor atomice.”
Această descoperire vine în urma altor cercetări efectuate de Kokkonen, care a identificat anterior un alt izotop al astatinei, 190 At. Împreună, această lucrare deschide calea pentru explorarea nucleelor exotice și o mai bună înțelegere a forțelor fundamentale la lucru în cele mai complexe nuclee.
Depășind limitele stabilității nucleare, această cercetare ar putea avea un impact în cele din urmă asupra mai multor domenii, de la fizica fundamentală până la producția de izotopi rari pentru medicină sau industrie.
Poll: Care este cea mai mare realizare a cercetătorilor de la Laboratorul de Acceleratoare al Universității din Jyväskylä legată de dezintegrarea radioactivă a nucleului atomic extrem de greu 188At, conform articolului citit?
Revista “Ştiinţă şi Tehnică“, cea mai cunoscută şi longevivă publicaţie de popularizare a ştiintelor din România
Leave a Reply