Los investigadores de la Universidad Estatal de Michigan han medido por primera vez los núcleos de tres isótopos de calcio ricos en protones, según un nuevo artículo publicado en Física de la naturaleza .
Una de las propiedades más fundamentales del núcleo es su tamaño. El radio nuclear generalmente aumenta con el número de constituyentes de protones y neutrones. Sin embargo, cuando se examina de cerca, los radios varían de maneras únicas, lo que refleja el intrincado comportamiento de los protones y neutronesdentro del núcleo.
De particular interés es la variación de los radios de carga de los isótopos de calcio. Exhiben un comportamiento peculiar con calcio-48 que tiene casi el mismo radio que el calcio-40, un máximo local en calcio-44, un patrón de zigzag impar-par distintoy un radio muy grande para el calcio 52. Aunque el patrón se ha explicado parcialmente línea gris en la figura, muchas teorías existentes luchan por explicar este comportamiento. Por debajo del isótopo estable más ligero de calcio 40, se conoce el radio de cargasolo para calcio-39, debido a la dificultad de producir núcleos de calcio ricos en protones.
El radio de un núcleo de calcio es pequeño, aproximadamente 0.0000000000000035 metros o 3.5 femtómetros, y la variación local es 200 veces más pequeña aún. Además, los isótopos de calcio ricos en protones son de corta duración. Por ejemplo, calcio-36existe solo por una décima de segundo. Los pequeños cambios en los radios de carga de los isótopos de vida muy corta se pueden medir utilizando la técnica de espectroscopía láser desarrollada en la instalación de espectroscopía BEam COoler y LAser, BECOLA, en el Laboratorio Nacional de Ciclotrón Superconductor en el Estado de MichiganUniversidad.
La investigación, dirigida por Andrew Miller, asistente graduado de NSCL, midió por primera vez cuadrados rojos en la figura los radios de carga de tres isótopos de calcio ricos en protones con números de masa A = 36, 37, 38.se encontró que es mucho más pequeño que las predicciones teóricas anteriores y presenta un nuevo rompecabezas. Sin embargo, un modelo teórico mejorado con un enfoque en estos datos actuales reproduce notablemente la tendencia general de radios desde calcio-36 hasta calcio-52 línea azul enfigura. Este éxito puede atribuirse a una mejor comprensión de las formas peculiares en que los protones interactúan entre sí a grandes distancias fuera de la superficie de un núcleo de calcio rico en protones. La mejor comprensión de los radios de carga afectará los desarrollos posteriores de un mundomodelo del núcleo atómico.
El experimento de espectroscopía láser en BECOLA y el modelo nuclear mejorado desempeñarán un papel aún más esencial en la determinación e interpretación de radios de núcleos en la Instalación para haces isotópicos raros actualmente en construcción en MSU, lo que proporcionará un acceso sin precedentes a nuevos rarosisótopos
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Michigan . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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