Los científicos del Departamento de Física y el Centro de Investigación de Física Nuclear RCNP de la Universidad de Osaka, en colaboración con la Universidad de Kyoto, utilizaron la dispersión inelástica de partículas alfa para demostrar que el teorizado "estado condensado 5α" existe en el neón-20.Este trabajo puede ayudarnos a obtener una mejor comprensión de los sistemas de muchos cuerpos de nucleones de baja densidad.
Todos los elementos, además del hidrógeno y el helio, deben haberse fusionado dentro del horno nuclear de una estrella. El rendimiento durante estas reacciones de carbono-12, que tiene seis protones y seis neutrones, aumenta por una peculiaridad inusual en el sentido de que 12 es divisible por4. Esto significa que, con un poco de energía extra, los nucleones del carbono pueden formar tres partículas alfa, que constan de dos protones y dos neutrones cada una, y estas partículas alfa pueden condensarse en la órbita de menor energía del carbono 12. La existenciade un estado alfa condensado en isótopos más pesados con pesos atómicos divisibles por cuatro, como el neón-20, se ha teorizado, pero sigue siendo incierto. Estos estados condensados proporcionarían una ventana única al mundo de la física nuclear. Esto se debe a que las densidades dela mayoría de los núcleos normales son muy similares entre sí, mientras que el estado alfa condensado sería un ejemplo de un sistema de muchos cuerpos de baja densidad. Medir las propiedades de los protones y neutrones en un estado tan diluido sería muy útill por comprender la naturaleza de la materia nuclear de baja densidad que existe en la superficie de las estrellas de neutrones.
Ahora, un equipo de investigadores dirigido por la Universidad de Osaka ha proporcionado evidencia experimental de que estos estados excitados existen en neón-20. Al disparar partículas alfa a un gas de neón, observaron que los productos de desintegración indicaban la existencia de estados de energía específicos enel núcleo original. Estos coincidían muy bien con las predicciones del estado condensado 5α, en el que los 10 protones y los 10 neutrones se agrupan en cinco partículas alfa en la órbita de menor energía.
"Pudimos obtener resultados tan precisos porque pudimos medir las partículas de desintegración del estado excitado", explica el primer autor Satoshi Adachi. "Desarrollamos un sistema objetivo de gas neón-20 enriquecido isotópicamente con un gas ultrafino-ventana de sellado hecha de SiNx. Descubrimos que era crucial medir partículas alfa dispersas inelásticamente en ángulos muy hacia adelante, incluidos 0 grados, donde el estado condensado alfa se excitaba selectivamente. Esta medición fue muy difícil, pero un haz de alta calidad proporcionado por elCiclotrones bien ajustados en RCNP nos permitieron realizarlo ". Estas técnicas permitieron a los científicos realizar una comparación detallada entre los cálculos estadísticos del modelo de desintegración y el experimento.
"Esperamos que esta investigación acelere el progreso en nuestra comprensión de los entornos extremos, como la superficie de una estrella de neutrones", dice el autor principal Takahiro Kawabata. El trabajo también puede extenderse a isótopos aún más pesados que siguen al "divisible por cuatro" patrón.
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Materiales proporcionado por Universidad de Osaka . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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