Nucleul atomicCercetătorii ce utilizează spectrometrul ISOLTRAP al CERN au măsurat masa nucleelor exotice de calciu folosind un dispozitiv amplasat recent în cadrul centrului ISOLDE al CERN. Măsurătorile au fost publicate în data de 20 iunie în revista Nature.

 

 

Centrul ISOLTRAP al CERN descoperă un nou număr magic în nucleul atomic

Aceste măsurători stabilesc în mod clar existenţa unui nou „număr magic" ce descrie stabilitatea acestor nuclee. Rezultatele obţinute prezintă într-o lumină nouă modalitatea prin care nucleele atomice pot fi descrise în termenii forţei nucleare tari.

„Această măsurătoare obţinută în cadrul unui experiment obişnuit de joasă energie, desfăşurat la ISOLDE, completează cu succes rezultatele de bază obţinute recent pentru radon, evidenţiate cu ajutorul unor fascicule accelerate şi pe astatin, observat la sursa cu lasere", a spus Rolf Heuer, director general al CERN. „Aceasta demonstrează, într-un mod convingător, că ISOLDE are o multitudine de instrumente utile pentru aplicaţiile dedicate nucleelor exotice".

Rezultatele confirmă prezenţa în izotopii de calciu a unui număr magic care nu a fost prevăzut în modelul nuclear original denumit „modelul nuclear în straturi", pentru care Maria Goeppert-Mayer şi Hans Jensen au primit Premiul Nobel în 1963, exact acum 50 de ani în urmă. În acest model, protonii şi neutronii din nuclee se aranjează în „straturi" într-un mod similar celui prin care electronii se ordonează în atom. Numerele magice corespund straturilor nucleare complet ocupate, în care particulele componente sunt cel mai strâns legate, acest fapt contribuind la o mai mare stabilitate şi mase mai mici.

Echipa ISOLTRAP a utilizat instalaţiile din cadrul ISOLDE pentru a produce izotopi exotici de calciu care conţin 20 de protoni într-un strat închisă, echivalentul numărul magic 20. Scopul lor a fost de a afla modul în care evoluează structura stratului nuclear prin creşterea numărului de neutroni. Nucleul standard de calciu, având 20 de neutroni, este de două ori magic în timp ce un izotop rar, având  o viaţă lungă, conţine 28 de neutroni, un alt număr magic.

Acum, echipa ISOLTRAP a determinat masele izotopilor de calciu până la calciu-54, care conţine 34 de neutroni în plus faţă de cei 20 de protoni. Măsurătorile efectuate au dezvăluit prezenţa unui nou număr magic, 32, şi au evidenţiat, de asemenea, interacţiunile nucleare din nucleele exotice bogate în neutroni.

„Cu o tărie a stratului de aproximativ 4 MeV, noua descoperire pentru calciu-52 concurează cu numerele magice clasice", spune Klaus Blaum de la Max Planck Institute for Nuclear Physics, Heidelberg, Germania şi purtător de cuvânt al echipei ISOLTRAP.

Măsurătorile efectuate au permis integrarea unui nou tip de dispozitiv în experimentul ISOLTRAP: utilizarea a două oglinzi electrostatice ce au permis separarea ionilor în funcţie de masa lor cu o precizie fără precedent, prin măsurarea perioadei de timp necesară parcurgerii unei distanţe de mai mulţi kilometri.

„În timp ce noi am utilizat deja un dispozitiv de reflexie multiplă ca un separator de masă, aceasta este prima sa utilizare ca un spectrometru de masă care are drept scop cântărirea unui nucleu atomic exotic", a declarat Frank Wienholtz, un doctorand al Ernst-Moritz-Arndt University, Greifswald, Germania şi autorul principal al articolului din Nature.

În afară de descrierea măsurătorile de masă, efectuate în cadrul studiului, articolul prezintă previziunile fizicienilor de la Technical University of Darmstadt care au utilizat o teorie de ultimă generaţie care include forţele ce acționează pe 3 nucleoni, la nivelul nucleului. Calciul reprezintă cel mai greu lanţ izotopic la care s-au aplicat forţele pe 3 nucleoni, în conformitate cu teoria cromodinamicii cuantice (teoria care descrie forţa tare).

Rezultatele obţinute de ISOLTRAP corespund excelent cu calculele teoretice şi ele arată că o descriere a nucleelor extrem de bogate în neutroni poate fi strâns corelată cu înţelegerea mai profundă a forţelor nucleare.



Traducere de George Cristian Podariu  după cern-isoltrap-reveals-magic-atomic cu acordul editorului

Puteți comenta folosind contul de pe site, de FB, Twitter sau Google ori ca vizitator (fără înregistrare). Pt vizitatori comentariile sunt moderate (aprobate de admin).

Loading comment... The comment will be refreshed after 00:00.

Fii primul care comentează.

Spune-ne care-i părerea ta...
caractere rămase.
Loghează-te ( Fă-ți un cont! )
ori scrie un comentariu ca „vizitator”

 



Donează prin PayPal ()


Contact
| T&C | © 2021 Scientia.ro