Gli scienziati svelano il segreto dei nuclei dell'alone!

Gli scienziati svelano il segreto dei nuclei dell'alone!

Scienziati di diverse istituzioni hanno testato con successo un nuovo metodo per analizzare i nuclei dell'alone. Il gruppo è composto da ricercatori della Johannes Gutenberg University Mainz, della Texas A&M University, del Brookhaven National Laboratory, della Michigan State University e dell’Università del Surrey. Questo metodo, noto come metodo del rapporto, è stato dimostrato sperimentalmente e pubblicato sulla rinomata rivista Rivedi le lettere di fisica pubblicato.

I nuclei dell'alone, una classe di nuclei atomici, sono caratterizzati dalle loro dimensioni e proprietà instabili. Un esempio è il berillio-11, la cui emivita è di soli 13 secondi. Questi nuclei hanno il potenziale per staccarsi da uno o due neutroni, formando un alone diffuso attorno a un nucleo compatto.

Il metodo del rapporto in dettaglio

Il metodo del rapporto è stato originariamente sviluppato nel 2011 da Pierre Capel, Ronald C. Johnson e Filomena M. Nunes. Lo scopo di questo metodo è determinare con precisione la struttura dei nuclei dell'alone analizzando il rapporto tra le loro sezioni trasversali di dispersione e di decadimento. Ciò consente di ridurre al minimo le influenze sperimentali, con conseguente maggiore precisione.

Per il team sperimentale è stato fondamentale creare il berillio-11 presso la Texas A&M University. Hanno poi fatto scontrare questo isotopo con il carbonio-12. I risultati hanno mostrato che le sezioni d'urto di scattering e di decadimento hanno caratteristiche simili, il che ha confermato la validità del metodo del rapporto.

Prospettive ed esperimenti futuri

Nell’ambito della loro ricerca, gli scienziati intendono esaminare anche il carbonio-19. Questi futuri esperimenti dovrebbero consentire una determinazione più precisa dell'energia di separazione e fornire preziose informazioni sulla struttura dell'alone. L'esperimento associato avrà luogo presso il FRIB (Facility for Rare Isotope Beams), considerato il più potente acceleratore di ioni pesanti ed è in gran parte gestito dalla Michigan State University.

Inoltre, si prevede che i dati dell'esperimento FRIB contribuiranno alla misurazione simultanea della dispersione elastica e delle sezioni d'urto di decadimento del carbonio-19. Ciò potrebbe fornire importanti informazioni sulle proprietà del carbonio-18, del carbonio-19 e del boro-18. Il progetto è finanziato dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti (DOE) e dal suo Office of Science, che funge da maggiore sostenitore della ricerca di base nelle scienze fisiche negli Stati Uniti.

Il metodo dei rapporti rappresenta quindi un progresso significativo nella fisica nucleare poiché consente una maggiore precisione nell'analisi degli isotopi instabili. L'esperienza combinata delle istituzioni partecipanti promette di far luce su questioni fondamentali nell'astrofisica nucleare e sulle interazioni fondamentali.