Πώς διατάσονται τα πρωτόνια και τα νετρόνια στους πυρήνες των ατόμων;

Kαθώς ο κόσμος γύρω μας αποτελείται από σωματίδια αόρατα με γυμνό μάτι, οι φυσικοί συνεχίζουν να διεισδύουν όλο και περισσότερο σ’ αυτό το αόρατο βασίλειο. Σύμφωνα με μια νέα δημοσίευση με τίτλο «Shell-cluster transition in 48Ti», στο Physical Review C φαίνεται ότι η δομή ενός πυρήνα πιθανότατα αλλάζει ανάλογα με την απόσταση που βρίσκονται τα πρωτόνια και τα νετρόνια από το κέντρο του πυρήνα.Η πυρηνική δομή του τιτανίου-48 αλλάζει από την δομή μοντέλου φλοιών σε δομή συστάδας άλφα (α-cluster), ανάλογα με την απόσταση από το κέντρο του πυρήνα.
Οι φυσικοί Okada et al συνέκριναν υπολογισμούς χρησιμοποιώντας θεωρητικά μοντέλα με τα υπάρχοντα πειραματικά δεδομένα για να προσδιορίσουν αν το τιτάνιο-48, το πιο συνηθισμένο ισότοπο τιτανίου με 22 πρωτόνια και 26 νετρόνια, έχει δομή μοντέλου φλοιού ή δομή συστάδας α.
Ενώ τα μοντέλα φλοιού είναι συμμετρικά, οι δομές α-cluster θεωρείται ότι διαθέτουν ένα σωματίδιο άλφα στην εξωτερική περιοχή του πυρήνα , δημιουργώντας μια ασύμμετρη διαμόρφωση. Ένα σωματίδιο άλφα είναι σαν τον πυρήνα ηλίου (Ηe) που συνίσταται από δύο πρωτόνια και δύο νετρόνια. Στην ραδιενεργό διάσπαση άλφα εκπέμπεται ένα τέτοιο σωματίδιο. Αν από το τιτάνιο-48 αφαιρεθεί ένα σωμάτιο α, τότε προκύπτει ο πυρήνας του ασβεστίου-44 (πάντως ο πυρήνας 48Ti είναι σταθερός).
Οι Okada et al ανέλυσαν τα αποτελέσματα του βομβαρδισμού ενός στόχου τιτανίου-48 με δέσμες υψηλής ενέργειας πρωτονίων ή σωματιδίων α. Χρησιμοποίησαν τις θεωρίες των πυρηνικών αντιδράσεων, σύμφωνα με τις οποίες η σύγκρουση των πρωτονίων με έναν πυρήνα αντανακλά τη δομή κοντά στην επιφάνεια του πυρήνα στόχου, ενώ η σύγκρουση των σωματιδίων α με τον ίδιο πυρήνα αντανακλά τη δομή των εξωτερικών περιοχών.
Τα αποτελέσματα της ανάλυσης δείχνουν ότι η δομή του πυρήνα τιτανίου-48 αλλάζει από δομή μοντέλου φλοιών προς δομή α-cluster, ανάλογα με την απόσταση από το κέντρο του πυρήνα.
«Αυτά τα αποτελέσματα ανατρέπουν τη συμβατική γνώση της πυρηνικής δομής και αναμένεται να βοηθήσουν στην κατανόηση της διάσπασης α των βαρέων πυρήνων, η οποία δεν έχει επιλυθεί εδώ και 100 χρόνια περίπου», δήλωσε ο καθηγητής Horiuchi, αναφερόμενος στη θεωρία Gamow για την πυρηνική διάσπαση. «Στο μέλλον, θα θέλαμε να επεκτείνουμε τα αποτελέσματα που προέκυψαν από αυτή την έρευνα για να αντιμετωπίσουμε την πρόκληση της επίλυσης προβλημάτων που σχετίζονται με βαρύτερους πυρήνες».

πηγή: https://phys.org/news/2024-07-results-titanium-nuclear-varying-distances.html

https://physicsgg.me/