Figura 1:Representação esquemática do método experimental usado para observar pares de nêutrons e prótons fortemente correlacionados em núcleos de oxigênio-16. A figura superior mostra um patinador se aproximando com uma velocidade correspondente (Patinador A, deixou), agarrando suavemente o Skater B (centro) de um par de patinadores girando, que é uma analogia para a captação de um nêutron de um par próton-nêutron fortemente correlacionado por um próton incidente - mostrado na figura inferior. O deutério de saída foi analisado pelo espectrômetro Grand Raiden de alta resolução na Universidade de Osaka, enquanto o próton recuando foi detectado por uma matriz oposta ao espectrômetro. Crédito:Universidade de Osaka
A importância da força tensora foi observada nas energias de ligação das partículas de luz, mas até agora seu efeito sobre a estrutura nuclear não foi estudado de uma maneira mais direta. Experimentos anteriores no campo demonstraram a capacidade de detectar as partículas necessárias, ou a resolução necessária para sondar esse componente da força nuclear. Contudo, nenhum mostrou a resolução e a capacidade de ligar a grande transferência de momento observada dos pares próton-nêutron (ou par de núcleos) à estrutura nuclear.
Agora, uma colaboração de pesquisa internacional, incluindo a Universidade de Osaka, relatou a primeira evidência sobre a relação entre pares próton-nêutron fortemente correlacionados em um núcleo atômico induzido pelas interações de tensores e a estrutura nuclear. Os pesquisadores usaram um experimento de espalhamento de prótons para capturar a forte interação de pares próton-nêutrons com resolução de energia moderada dos estados finais. Ao medir as ocorrências simultâneas de deutérios (partículas consistindo em um próton e um nêutron) e prótons viajando em direções opostas, eles foram capazes de mostrar o domínio de estruturas nucleares particulares. Suas descobertas foram publicadas em Cartas de revisão física .
Figura 2:A figura superior mostra como a natureza da força eletromagnética atuando entre duas barras magnéticas muda dependendo de suas orientações, que é uma analogia exata para o caso da força tensora agindo entre um próton e um nêutron em um núcleo atômico - mostrado na figura inferior. Crédito:Universidade de Osaka
"O comportamento que detectamos pode ser comparado a um par de patinadores executando um spin - um deles representa um próton e o outro representa um nêutron, "O autor do estudo Hooi Jin Ong explica." Se um terceiro patinador (outro próton) se aproxima na velocidade correta e pega o nêutron, eles viajam juntos em uma direção e o efeito de sua movimentação faz com que o próton original viaje na direção oposta. Detectar e analisar tal evento leva a informações sobre a estrutura nuclear. "
"Nossos dados, adquirida na linha de feixe GRAF na instalação de ciclotron de Osaka, são os primeiros a demonstrar esse comportamento na transferência de grande impulso, "O primeiro autor do estudo, Satoru Terashima, diz." Esperamos que nossas descobertas sejam úteis não apenas para os físicos nucleares, mas também para pesquisadores que trabalham em uma variedade de campos, particularmente astrofísica. "
Espera-se que melhorar nossa compreensão de como o emparelhamento de nêutrons e prótons afeta a estrutura nuclear, a saber, os níveis de energia e o número mágico (o número de prótons e nêutrons que fornece aos núcleos uma estabilidade consideravelmente maior do que outras combinações) levarão a uma melhor compreensão das estruturas internas das estrelas de nêutrons e outros corpos celestes.