Cientistas nucleares da Washington University em St. Louis descobriram o oxigênio-11 usando o High Resolution Array no National Superconducing Cyclotron Laboratory. Crédito:Michigan State University
Pesquisadores da Universidade de Washington em St. Louis descobriram e caracterizaram uma nova forma de oxigênio apelidada de "oxigênio leve" - a versão mais leve do familiar elemento químico oxigênio, com apenas três nêutrons para seus oito prótons.
O oxigênio é um dos elementos mais abundantes no sistema solar, mas o oxigênio-11 só pode ser produzido em um laboratório. Ele decai imediatamente após sua criação, emitindo dois prótons, e pode ser observado apenas por meio da detecção de seus produtos de decomposição. O decaimento de dois prótons é o canal de decaimento nuclear descoberto mais recentemente.
“O que é mais interessante para a comunidade de física nuclear, Contudo, é que o oxigênio-11 é o espelho nuclear do lítio-11, um isótopo pesado de lítio muito bem estudado, "disse Tyler Webb, um Ph.D. candidato em física em Artes e Ciências na Washington University, que trabalha com Robert J. Charity, professor pesquisador de química em artes e ciências, e Lee G. Sobotka, professor de química e de física. Webb é o primeiro autor de um novo artigo sobre a descoberta em Cartas de revisão física .
Na física nuclear, núcleos são chamados de espelhos quando um tem um certo número de nêutrons e prótons e o outro tem uma quantidade invertida, como a proporção de 3:8 de nêutrons para prótons no oxigênio-11 em comparação com a proporção de 8:3 no lítio-11.
O oxigênio peso-pena pode ser comparado ao seu espelho nuclear, um isótopo de lítio bem estudado, pesquisadores disseram. Crédito:Washington University em St. Louis
"Ao falar sobre núcleos de espelho, esperamos que uma espécie de simetria se mantenha, "As propriedades de um núcleo e seu espelho devem ser semelhantes:os estados quânticos devem ser aproximadamente próximos em energia em relação ao estado fundamental do núcleo e as funções de onda desses estados devem ser semelhantes."
Essa simetria pode ser esticada ou quebrada, Contudo. Os cientistas podem comparar a estrutura real dos núcleos do espelho com a estrutura esperada para aprender mais sobre esta importante simetria dos núcleos atômicos, o material que compõe a matéria visível do universo.
Nesse caso, os pesquisadores estão muito animados para comparar o lítio-11, que eles sabem que tem dois nêutrons muito vagamente ligados em um "halo" orbitando seu núcleo, para oxigênio-11, que tem dois prótons não ligados.
Os pesquisadores da Universidade de Washington reuniram evidências de oxigênio-11 em um experimento conduzido no Laboratório Nacional de Ciclotron Supercondutor no campus da Universidade Estadual de Michigan. O artigo Physical Review Letters descreve o experimento e os cálculos de apoio conduzidos pelos físicos nucleares teóricos Witold "Witek" Nazarewicz e Simin Wang da Michigan State University. Pesquisadores da University of Connecticut e Western Michigan University também participaram da colaboração.
