In uno studio pubblicato sulla rivista Nuclear Science and Techniques , i ricercatori dell'Università Sun Yat-sen hanno compiuto un passo avanti significativo nella comprensione dei processi di decadimento dei nuclei superpesanti. Il loro studio pionieristico, che utilizza un algoritmo di apprendimento automatico delle foreste casuali, offre nuove informazioni sulle modalità di decadimento e sui tempi di dimezzamento degli elementi oltre oganesson (elemento 118).
In questa ricerca, il team si è concentrato su nuclei con un numero di protoni (Z) pari o superiore a 84 e un numero di neutroni (N) pari o superiore a 128, impiegando formule semi-empiriche per calcolare emivite parziali per varie modalità di decadimento come alfa decadimento, decadimento beta-meno, decadimento beta-più, cattura di elettroni e fissione spontanea (SF). La precisione di questi calcoli è stata notevolmente migliorata applicando l'algoritmo della foresta casuale, una tecnica avanzata di apprendimento automatico che integra una varietà di proprietà nucleari ed energie di decadimento.
Questa metodologia ha portato a scoperte innovative nella fisica nucleare, in particolare la predominanza del decadimento alfa nelle regioni carenti di neutroni e del decadimento beta-meno nelle aree ricche di neutroni. L'accuratezza dell'algoritmo è stata notevole, prevedendo correttamente la modalità di decadimento dominante nel 96,9% dei nuclei studiati, e ha anche rivelato l'esistenza di un'isola di fissione spontanea di lunga vita a sud-ovest dell'elemento 298 Fl (flerovio), evidenziando la complessa interazione tra la barriera di fissione e repulsione di Coulomb negli elementi superpesanti.
Questa ricerca segna un passo avanti significativo nella comprensione dei nuclei superpesanti, in particolare nella previsione delle loro modalità di decadimento. Le conoscenze acquisite sono cruciali per l’esplorazione di nuovi elementi e della sfuggente “isola di stabilità” nella regione dei superpesanti. Lo studio sottolinea inoltre l’importanza di misurazioni più accurate della massa nucleare e dell’energia di decadimento per affinare le previsioni. Il team ha suggerito diversi isotopi per misurazioni future, che saranno determinanti per il progresso della ricerca nucleare, soprattutto in nuove strutture come CAFE2 e SHANS2 a Lanzhou.
In sintesi, l'applicazione innovativa dell'algoritmo della foresta casuale ha aperto nuove porte alla fisica nucleare, offrendo una comprensione più precisa e completa dei processi di decadimento dei nuclei superpesanti e aprendo la strada a future scoperte in questo entusiasmante campo.
Ulteriori informazioni: Bo-Shuai Cai et al, Previsione casuale basata sulla foresta delle modalità di decadimento e dei tempi di dimezzamento dei nuclei superpesanti, Scienze e tecniche nucleari (2023). DOI:10.1007/s41365-023-01354-5
Fornito dall'Accademia cinese delle scienze
