Con impianti di fasci di ioni radioattivi di nuova generazione, è possibile condurre esperimenti precedentemente impegnativi per scoprire nuovi isotopi e rivelare la fisica relativa ai nuclei esotici lontani dalla valle di stabilità β, il che approfondisce la comprensione delle origini degli elementi chimici nell'universo .
I ricercatori dell’Istituto di fisica moderna (IMP) dell’Accademia cinese delle scienze (CAS), in collaborazione con la Technische Universität München, hanno previsto l’esistenza dei nuclei esotici utilizzando la teoria del funzionale della densità covariante. Lo studio è stato pubblicato in Atomic Data and Nuclear Data Tables .
Per confermare l'esistenza degli isotopi appena scoperti e il limite di una catena isotopica, è necessario determinare le masse nucleari, i raggi e i tempi di dimezzamento di questi isotopi. Una serie di previsioni teoriche affidabili sulle caratteristiche (proprietà fisiche) dei nuovi isotopi funge da linea guida.
La misurazione degli ultimi nuclei legati delle catene isotopiche non solo esamina la teoria nucleare, ma fa anche avanzare la comprensione dell'entità delle nucleosintesi (sintesi di elementi chimici) nell'ambiente astrofisico estremo durante fusioni di stelle di neutroni, supernove con collasso del nucleo e raggi X. scoppia.
La teoria del funzionale della densità covariante è uno degli approcci di maggior successo per lo studio della struttura nucleare. La teoria descrive le interazioni tra nucleoni nel mezzo nucleare.
Le interazioni nucleone-nucleone possono essere descritte sotto forma di interazione di accoppiamento puntuale (assumendo che i nucleoni siano particelle puntiformi che interagiscono tra loro) o di interazione di scambio di mesoni (assumendo che i nucleoni siano alcuni costituenti che comunicano tra loro passando i messaggeri, i mesoni). ).
In questo studio, i ricercatori hanno collegato una di queste interazioni all'approccio relativistico di Hartree-Bogoliubov per esplorare sistematicamente le proprietà dello stato fondamentale di tutte le catene isotopiche dall'ossigeno al darmstadio.
Queste proprietà consistono nelle energie di legame, energie di separazione di un neutrone e di due neutroni, raggi quadratici medi della materia, del neutrone, del protone e della distribuzione di carica, superfici di Fermi, spin dello stato fondamentale e parità.
"In effetti, i nuclei esotici che potenzialmente esibiscono nuovi fenomeni forniscono un banco di prova per la nostra comprensione del sistema quantistico a molti corpi. L'esistenza di circa 2.500 nuclidi è stata dimostrata sperimentalmente. Ci aspettiamo nuove strutture promettenti per scoprire nuclei più esotici e svelare i fenomeni che non abbiamo mai visto prima:abbinare le previsioni teoriche con i risultati sperimentali potrebbe essere interessante per noi effettuare un controllo incrociato dei nostri modelli teorici", ha affermato Liu Zixin dell'IMP, il primo autore dell'articolo.
Sulla base di queste proprietà dello stato fondamentale dei nuclei, sono stati discussi in dettaglio la linea di gocciolamento di neutroni e protoni, il fenomeno dell'alone e il nuovo problema dei numeri magici. Le proprietà previste possono fornire una guida per futuri esperimenti e ricerche teoriche in fisica nucleare.
Ulteriori informazioni: Zi Xin Liu et al, Proprietà nucleari dello stato fondamentale analizzate mediante l'approccio relativistico Hartree-Bogoliubov, Dati atomici e tabelle di dati nucleari (2024). DOI:10.1016/j.adt.2023.101635
Fornito dall'Accademia cinese delle scienze
