I ricercatori hanno mappato il confine (linea verde) che traccia gli isotopi più pesanti possibili di fluoro (F) e neon (Ne). In precedenza questa cosiddetta ala gocciolante di neutroni era nota solo per i primi otto elementi della tavola periodica (linea rosa). Credito:APS/ Joan Tycko
Un team internazionale di fisici con l'esperimento BigRIPS in corso presso la RIKEN Radioactive Isotope Beam Factory in Giappone ha determinato l'ala gocciolante per gli isotopi di fluoro e neon. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Lettere di revisione fisica , i ricercatori descrivono come hanno trovato le ali gocciolanti e dove è diretta la loro ricerca.
Uno degli obiettivi della ricerca in fisica è scoprire alcuni dei limiti della natura:in questo nuovo sforzo, i ricercatori stavano cercando di determinare quanti neutroni potrebbero essere aggiunti a un nucleo prima che smettano di attaccarsi l'uno all'altro, portando a gocciolare. Tale limite è noto come ala gocciolante. I ricercatori precedenti hanno già trovato l'ala gocciolante per un certo numero di elementi:tutti e otto i più leggeri, Per esempio. Farlo per gli elementi più pesanti è stato impegnativo. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno cercato di trovare l'ala gocciolante per il fluoro, sodio e neon. Ricerche precedenti hanno dimostrato che l'aggiunta di neutroni a un nucleo aumenta il suo numero atomico quando viene trovato il massimo, ma ci sono delle eccezioni. Le ali gocciolanti per isotopi come azoto-23, carbonio-22 e ossigeno-24 sono tutti 16 neutroni, Per esempio.
Per trovare l'ala gocciolante per gli elementi target, i ricercatori hanno focalizzato fasci di ioni calcio-48 sugli atomi di berillio, con conseguente frammentazione e creazione di piccoli nuclei. Hanno studiato i frammenti utilizzando il separatore di frammenti di grande accettazione BigRIPs, un processo in due fasi per cui un fascio primario viene prima convertito in fasci di ioni radioattivi da un fascio di uranio. Ciò è stato seguito da una fase di etichettatura in cui è stato etichettato un raggio secondario utilizzando gli ioni radioattivi a valle.
I ricercatori riferiscono di non essere stati in grado di trovare alcuna prova di neon-36, neon-35, fluoro-33 o fluoro-32. Affermano che questo ha mostrato prove che indicano che il fluoro-31 e il neon-34 sono entrambi isotopi dell'ala gocciolante. Riferiscono che hanno anche cercato sodio-38 e 39 e hanno trovato un'istanza di sodio-39 ma nessun sodio-38:suggeriscono che questo probabilmente indica che l'ala gocciolante per gli isotopi di sodio è oltre 28 neutroni.
I ricercatori osservano che nel 2022, verrà aperta una nuova struttura presso la Michigan State University con fasci più intensi, dando ai ricercatori la possibilità di scoprire l'ala gocciolante per il sodio e quindi di continuare a lavorare lungo la tavola periodica per risolvere quelle successive, a partire dal magnesio.
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