Uma equipe internacional de pesquisadores observou pela primeira vez os isótopos ricos em nêutrons oxigênio-28 e oxigênio-27, que são formas instáveis do elemento oxigênio com mais nêutrons do que o normal.
Esses isótopos existem apenas por frações de segundo antes de se desintegrarem em outros elementos mais leves.
Os isótopos ricos em nêutrons são de grande interesse para os cientistas que estudam a estrutura nuclear sob condições extremas, como as encontradas nas estrelas e nas explosões nucleares. Eles também podem ajudar a testar as teorias modernas da estrutura nuclear, que tentam explicar como os prótons e os nêutrons se organizam dentro dos núcleos atômicos.
Os pesquisadores usaram um acelerador de partículas para produzir um feixe de flúor-29, um isótopo rico em nêutrons do elemento flúor, e colidiram-no com uma placa de chumbo. Eles então detectaram os fragmentos resultantes da colisão, incluindo os isótopos de oxigênio.
Eles mediram as energias de decaimento dos isótopos de oxigênio, que indicam quão instáveis eles são. Eles compararam essas energias com os resultados de modelos teóricos sofisticados baseados em teorias efetivas da cromodinâmica quântica, que é a teoria fundamental das interações entre quarks e glúons, os constituintes básicos dos prótons e dos nêutrons.
Eles descobriram que a maioria das abordagens teóricas previa energias mais altas para ambos os isótopos de oxigênio, o que significa que eles seriam mais estáveis do que o observado experimentalmente. Isso sugere que as teorias precisam ser refinadas para levar em conta os efeitos da correlação entre os nêutrons nos núcleos ricos em nêutrons.
Os pesquisadores também investigaram a seção transversal para a produção de oxigênio-28 a partir do feixe de flúor-29, que é uma medida da probabilidade de ocorrer essa reação. Eles encontraram uma seção transversal consistente com o oxigênio-28 não exibindo uma estrutura de casca fechada N = 20, que é uma configuração especial na qual os nêutrons ocupam todos os níveis de energia disponíveis até um certo limite.
Isso sugere que a “ilha de inversão” se estende além dos isótopos de flúor até os isótopos de oxigênio. A ilha de inversão é um fenômeno no qual a ordem dos níveis de energia dos prótons e dos nêutrons é invertida em relação ao esperado, levando a propriedades nucleares incomuns.
O estudo foi publicado na revista Physical Review Letters e contou com a participação de pesquisadores da França, Japão, Alemanha, Estados Unidos e Polônia.
Fonte: Link.
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