Potrebbe essere necessario aggiornare i libri di testo di fisica ora che un team di ricerca internazionale ha trovato prove di una transizione inaspettata nella struttura dei nuclei atomici.

La scoperta è stata pubblicata sulla rivista Lettere di revisione fisica . L'autore principale Bo Cederwall, professore di fisica nucleare al KTH Royal Institute of Technology, afferma che le misurazioni della durata di nuclidi carenti di neutroni in una gamma di catene di isotopi di metalli pesanti di breve durata hanno rivelato un comportamento mai osservato prima agli stati di energia più bassi.

Cederwall afferma che i modelli indicano una transizione di fase, ovvero rapido cambiamento nella materia da uno stato all'altro – che è inaspettato per questo gruppo di isotopi e non spiegato dalla teoria.

"Le scoperte di fenomeni che vanno contro la teoria standard sono sempre molto eccitanti e piuttosto rare, " Dice Cederwall. Il team di ricerca di KTH comprendeva gli studenti di dottorato Özge Aktas e Aysegul Ertoprak, Professore assistente Chong Qi, Professore Emerito Roberto Liotta, postoc Hongna Liu e Maria Doncel, e i ricercatori in visita Sanya Matta e Pranav Subramaniam.

"Continuare con lo sviluppo della teoria e con esperimenti complementari potrebbe portare alla necessità di rivedere quanto detto sui nuclei atomici nei libri di testo, "dice Cederwall.

La ricerca si è concentrata sugli stati eccitati nei nuclei situati molto al di sopra dello stato fondamentale in energia che sono estremamente di breve durata, nell'ordine dei milionesimi di milionesimi di secondo.

"Non solo gli stati che stiamo studiando hanno vita molto breve, i nuclei che abbiamo studiato sono così instabili, difficile da produrre e da identificare, che pochissime informazioni sulla loro struttura sono state misurate prima, " lui dice.

Per un anno, il gruppo di ricerca ha analizzato diversi terabyte di dati. La radiazione gamma è stata studiata dalle reazioni nucleari presso l'impianto di accelerazione di particelle presso l'Università di Jyväskylä, Finlandia. Gli strumenti di misura, che utilizza cristalli di germanio di elevata purezza al suo interno, può identificare le specie nucleari più rare da un vasto background di nuclidi più stabili prodotti nelle reazioni.

Oltre alla comprensione approfondita di come sono costruiti i componenti più piccoli dell'universo, i metodi ei sistemi di rilevamento sviluppati dal team di ricerca possono essere applicati in medicina e tecnologia. Diagnosi e radioterapia del cancro, tecnologie per il rilevamento di sostanze radioattive nell'ambiente, e il controllo della sicurezza nucleare contro la proliferazione nucleare sono alcuni esempi. Anche il gruppo di fisica nucleare del KTH lavora con tali applicazioni della sua ricerca di base.

"È l'estrema sensibilità della tecnica di misurazione che è cruciale per i nostri risultati. La nostra tecnologia sempre più raffinata servirà sia nuove applicazioni che esperimenti di prossima generazione, "dice Cederwall.