Il decadimento di due protoni è un processo di tunneling quantistico. La probabilità di tunneling dipende dall'energia disponibile e dall'altezza della barriera di Coulomb, che a sua volta dipende dalla carica nucleare Z (numero di protoni). L'emissione di due protoni è un tipico processo di rottura di tre corpi, compreso il nucleo figlia e due protoni, in cui le correlazioni di accoppiamento giocano un ruolo importante. Perciò, uno studio dettagliato dell'emissione di due protoni è di grande importanza per esplorare il sistema quantistico aperto, correlazioni di accoppiamento e struttura nucleare esotica.

Recentemente, ricercatori dell'Istituto di Fisica Moderna dell'Accademia Cinese delle Scienze (CAS) e i loro collaboratori hanno effettuato misurazioni per l'emissione β-ritardata di due protoni (β2p) del nucleo dell'ala gocciolante protonica ²⁷ S presso il National Laboratory of Heavy Ion Research Facility di Lanzhou (HIRFL). Per la prima volta, hanno misurato le correlazioni angolari protone-protone di ²⁷ S β2p.

I ricercatori hanno sviluppato una matrice di rilevamento all'avanguardia per la spettroscopia di decadimento di nuclei lontani dalla valle della stabilità. Questo array è composto da tre rilevatori di strisce di silicio a doppia faccia, tre rivelatori al silicio a quadranti e cinque rivelatori HPGe di tipo Clover presso la Radioactive Ion Beam Line a Lanzhou (RIBLL1), che può essere utilizzato per misurare le energie, tempo e posizione degli ioni pesanti e dei protoni di decadimento.

Un picco di energia alle 6, 372(15) keV con un rapporto di ramificazione del 2,4(5)% è stato identificato come una transizione a due protoni attraverso lo stato isobarico-analogico in ²⁷ P allo stato fondamentale di 25Al nel decadimento di ²⁷ S. Correlazioni angolari a due protoni di ²⁷ S β2p sono stati misurati per la prima volta dall'array di silicio per studiare il meccanismo dell'emissione di due protoni. Sulla base dei risultati sperimentali e delle simulazioni Monte Carlo, si è riscontrato che il meccanismo principale per l'emissione di β2p da ²⁷ S è di natura sequenziale.

I risultati sono stati pubblicati in Revisione fisica C il 15 giugno.