Con las instalaciones de haces de iones radiactivos de nueva generación se pueden realizar experimentos que hasta ahora eran desafiantes para descubrir nuevos isótopos y revelar la física relacionada con los núcleos exóticos alejados del valle de estabilidad β, lo que profundiza la comprensión de los orígenes de los elementos químicos en el universo. .
Investigadores del Instituto de Física Moderna (IMP) de la Academia China de Ciencias (CAS), en colaboración con la Universidad Técnica de Múnich, predijeron la existencia de núcleos exóticos utilizando la teoría funcional de densidad covariante. El estudio fue publicado en Atomic Data and Nuclear Data Tables .
Para confirmar la existencia de isótopos recién descubiertos y el límite de una cadena isotópica, es necesario determinar las masas nucleares, los radios y las vidas medias de estos isótopos. Un conjunto de predicciones teóricas fiables sobre las características (propiedades físicas) de nuevos isótopos sirve como guía.
La medición de los últimos núcleos unidos de cadenas isotópicas no sólo examina la teoría nuclear, sino que también avanza en la comprensión del alcance de las nucleosíntesis (síntesis de elementos químicos) en el entorno astrofísico extremo durante las fusiones de estrellas de neutrones, las supernovas con núcleos colapsados y los rayos X. ráfagas.
La teoría funcional de la densidad covariante es uno de los enfoques más exitosos para estudiar la estructura nuclear. La teoría describe las interacciones entre nucleones en el medio nuclear.
Las interacciones nucleón-nucleón se pueden describir en forma de interacción de acoplamiento puntual (asumiendo que los nucleones son partículas puntuales que interactúan entre sí) o interacción de intercambio de mesones (asumiendo que los nucleones son algunos constituyentes que se comunican entre sí al pasar los mensajeros:mesones). ).
En este estudio, los investigadores conectaron una de estas interacciones con el enfoque relativista de Hartree-Bogoliubov para explorar sistemáticamente las propiedades del estado fundamental de todas las cadenas isotópicas, desde el oxígeno hasta el darmstadtio.
Estas propiedades consisten en las energías de unión, las energías de separación de un neutrón y dos neutrones, los radios cuadráticos medios de la materia, de los neutrones, de los protones y de la distribución de carga, las superficies de Fermi, los espines del estado fundamental y las paridades.
"De hecho, los núcleos exóticos que potencialmente exhiben nuevos fenómenos proporcionan un campo de pruebas para nuestra comprensión del sistema cuántico de muchos cuerpos. La existencia de alrededor de 2.500 nucleidos ha sido probada experimentalmente. Esperamos nuevas instalaciones prometedoras para descubrir núcleos más exóticos y desentrañar los fenómenos. algo que nunca antes habíamos visto hacer coincidir las predicciones teóricas con los hallazgos experimentales podría ser emocionante para nosotros verificar nuestros modelos teóricos", dijo Liu Zixin del IMP, el primer autor del artículo.
Con base en estas propiedades del estado fundamental de los núcleos, se discutieron en detalle la línea de goteo de neutrones y protones, el fenómeno del halo y el nuevo problema de los números mágicos. Las propiedades predichas pueden proporcionar orientación para futuros experimentos e investigaciones teóricas en física nuclear.
Más información: Zi Xin Liu et al, Propiedades del estado fundamental nuclear investigadas mediante el enfoque relativista de Hartree-Bogoliubov, Tablas de datos atómicos y nucleares (2024). DOI:10.1016/j.adt.2023.101635
Proporcionado por la Academia China de Ciencias
