Los científicos de una colaboración internacional han encontrado evidencia de partículas alfa en la superficie de núcleos pesados ricos en neutrones, lo que proporciona nuevos conocimientos sobre la estructura de las estrellas de neutrones, así como el proceso de desintegración alfa.
Las estrellas de neutrones se encuentran entre los objetos más misteriosos de nuestro universo. Contienen materia extremadamente densa que es radicalmente diferente de la materia ordinaria que nos rodea, ya que está compuesta casi en su totalidad por neutrones en lugar de átomos. Sin embargo, en el núcleo en el centro deátomos normales, la materia existe en densidades similares.
"Comprender la naturaleza de la materia en tales extremos es importante para comprender las estrellas de neutrones, así como el comienzo, el funcionamiento y el destino final del universo", dice Junki Tanaka, uno de los líderes del estudio.
"Curiosamente, a pesar de la gran diferencia de tamaño y masa, los diminutos núcleos atómicos que se encuentran en la Tierra y la enigmática estrella de neutrones están gobernados por el mismo tipo de interacciones", dice Zaihong Yang, también coautor del artículo.Esta conexión ha sido bien establecida por los científicos a través de la ecuación de estado nuclear EOS que describe la relación entre la densidad y la presión de la materia nuclear.
En el hallazgo actual, publicado en ciencia , el equipo de investigación dirigido por científicos del RIKEN Nishina Center for Accelerator-Based Science, TU Darmstadt, y el Research Center for Nuclear Physics RCNP examinó los núcleos de estaño y encontró evidencia de "grupos alfa": grupos de dosprotones y dos neutrones, en núcleos pesados.
Para los experimentos, el grupo examinó una serie de isótopos de estaño ricos en neutrones que van desde el estaño 112, que tiene solo 62 neutrones, hasta el estaño 124, que tiene 74 neutrones y, por lo tanto, tiene una piel de neutrones mucho más gruesa.método para eliminar deliberadamente las partículas alfa de los núcleos bombardeándolas con protones en el Centro de Investigación de Física Nuclear RCNP de la Universidad de Osaka, y luego examinó la frecuencia con la que podían observar partículas alfa en isótopos progresivamente más pesados.
Identificaron los cúmulos en la misma región de la superficie de los núcleos atómicos de estaño ricos en neutrones, lo que implica que la llamada "piel de neutrones" no es puramente materia neutrónica como su nombre lo indica, sino que también incluye cúmulos alfa. Es importante destacar que también descubrieronque "el número efectivo de cúmulos alfa" la probabilidad de encontrar cúmulos alfa en los núcleos disminuyó gradualmente junto con el número de neutrones, y teorizó que esto se debe a la interacción entre la formación del cúmulo alfa y el grosor del "neutrónpiel "que rodea el núcleo.
Este hallazgo tiene implicaciones importantes para nuestra comprensión de la EOS nuclear y las estrellas de neutrones. En un futuro cercano, se dispondrá de datos cada vez más precisos sobre las propiedades generales masa y radio de las estrellas de neutrones a partir de ondas electromagnéticas y gravitacionales.observaciones.
El presente trabajo también es un paso clave hacia una comprensión completa de la desintegración alfa, un tipo de desintegración radiactiva en la que un núcleo atómico emite espontáneamente una partícula alfa. Hace unos 90 años, el físico George Gamow propuso la famosa desintegración alfadebido al efecto túnel cuántico de las partículas alfa preformadas o los cúmulos. Sin embargo, aunque la teoría fue generalmente aceptada, nunca se demostró de manera concluyente que tales cúmulos realmente existieran en átomos pesados.
El hallazgo del trabajo actual de que existen cúmulos alfa en la superficie de núcleos pesados podría proporcionar una respuesta a la pregunta sobre el origen de las partículas alfa en la desintegración alfa. En el futuro, el grupo planea trabajar con aceleradores de alta energía comocomo RI Beam Factory en RIKEN y GSI / FAIR, una nueva instalación de aceleración que se está construyendo en Alemania para realizar estudios utilizando isótopos alfa-radiactivos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por RIKEN . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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