Illustrazione schematica del setup sperimentale. Un fascio di protoni da 392 MeV proveniente dall'acceleratore ciclotrone ad anello colpisce un bersaglio di stagno. Dopo un UN Sn(p, pα) LA−4 reazione Cd, un protone diffuso viene rilevato dai rivelatori sul piano focale, camere di deriva, e scintillatori plastici dopo aver attraversato lo spettrometro Grand Raiden con un angolo di 45,3° rispetto al fascio di protoni. Una particella α eliminata viene rilevata dai rivelatori sul piano focale dietro lo spettrometro LAS con un angolo di 60,0° rispetto al fascio di protoni. Credito: Scienza (2021). DOI:10.1126/science.abe4688
Un grande team internazionale di ricercatori ha sviluppato un modo per misurare le formazioni di cluster nella "pelle" esterna di neutroni di una serie di isotopi di stagno ricchi di neutroni. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Scienza , il gruppo descrive l'uso di reazioni knockout per ottenere prove della formazione di ammassi α sulla superficie degli isotopi di stagno ricchi di neutroni. o gallina, con il MIT, ha pubblicato un pezzo di Perspectives nello stesso numero della rivista che delinea lo studio e la sua rilevanza per la ricerca sulle stelle di neutroni.
Il decadimento α è un tipo di radioattività coinvolta con gli isotopi pesanti quando le particelle con coppie di protoni e neutroni vengono perse nell'ambiente circostante. I fisici studiano il decadimento α da oltre un secolo e ancora non comprendono appieno dove e quando si formano le particelle perse. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno cercato di saperne di più sul decadimento α e sulla natura delle particelle coinvolte.
Come notano i ricercatori, i nuclei pesanti forniscono un mezzo importante per studiare la materia ricca di neutroni. Tali materiali tendono ad avere un rivestimento esterno di isotopi. La pelle è un'area in cui la densità dei neutroni è maggiore della densità dei protoni nei nuclei:è tipicamente influenzata dalla formazione di cluster nelle aree esterne dove la densità è inferiore.
Il lavoro dei ricercatori prevedeva il lancio di protoni ad alta energia sugli isotopi di stagno e lo studio delle particelle espulse. Sono stati in grado di misurare la formazione di cluster (costituiti da nuclei di elio-4) in modo molto preciso nella pelle per un'ampia gamma di isotopi di stagno del tipo che potrebbe essere utilizzato per costruire modelli.
Oltre a fornire ai fisici un modo per misurare con precisione le formazioni di cluster, il lavoro potrebbe anche aiutare gli astrofisici a comprendere meglio le interazioni tra i protoni che rimangono quando si forma una stella di neutroni, e far luce sui neutroni al centro della stella. Come osserva Hen, ciò consentirebbe di modellare l'equazione di stato della stella di neutroni. Suggerisce anche che il lavoro potrebbe portare a richieste di nuovi livelli di precisione nei calcoli teorici che tengono conto dei cluster e delle correlazioni nucleari.
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