Os pesquisadores mapearam a fronteira (linha verde) que traça os isótopos mais pesados possíveis de flúor (F) e neon (Ne). Anteriormente, essa chamada linha de gotejamento de nêutrons era conhecida apenas pelos primeiros oito elementos da tabela periódica (linha rosa). Crédito:APS / Joan Tycko
Uma equipe internacional de físicos com o experimento BigRIPS ocorrendo na RIKEN Radioactive Isotope Beam Factory no Japão determinou a linha de gotejamento para isótopos de flúor e neon. Em seu artigo publicado na revista Cartas de revisão física , os pesquisadores descrevem como encontraram os tubos gotejadores e para onde sua pesquisa será conduzida.
Um dos objetivos da pesquisa em física é descobrir alguns dos limites da natureza - neste novo esforço, os pesquisadores estavam procurando determinar quantos nêutrons poderiam ser adicionados a um núcleo antes que parassem de grudar uns nos outros, levando a gotejamento. Esse limite é conhecido como linha de gotejamento. Pesquisadores anteriores já encontraram o tubo gotejador para uma série de elementos - todos os oito dos mais leves deles, por exemplo. Fazer isso para os elementos mais pesados tem sido um desafio. Neste novo esforço, os pesquisadores procuraram encontrar o tubo gotejador para o flúor, sódio e néon. Pesquisas anteriores mostraram que adicionar nêutrons a um núcleo aumenta seu número atômico quando o máximo é encontrado - mas há exceções. As linhas de gotejamento para isótopos, como nitrogênio-23, carbono-22 e oxigênio-24 são todos 16 nêutrons, por exemplo.
Para encontrar a linha de gotejadores para os elementos alvo, os pesquisadores focaram feixes de íons de cálcio-48 em átomos de berílio, resultando na fragmentação e na criação de pequenos núcleos. Eles estudaram os fragmentos usando o separador de fragmentos de grande aceitação BigRIPs - um processo de dois estágios pelo qual um feixe primário é primeiro convertido em feixes de íons radioativos por um feixe de urânio. Isso foi seguido por uma etapa de marcação em que um feixe secundário foi marcado usando os íons radioativos a jusante.
Os pesquisadores relatam que não foram capazes de encontrar qualquer evidência de neon-36, neon-35, flúor-33 ou flúor-32. Eles afirmam que isso mostrou evidências indicando que o flúor-31 e o neon-34 são ambos isótopos de gotejadores. Eles relataram que também procuraram por sódio-38 e 39 e encontraram uma instância de sódio-39, mas nenhum sódio-38 - eles sugerem que isso provavelmente indica que a linha de gotejamento para isótopos de sódio está além de 28 nêutrons.
Os pesquisadores observam que em 2022, uma nova instalação será aberta na Michigan State University com vigas mais intensas, dando aos pesquisadores a chance de descobrir a linha de gotejadores para o sódio e, então, continuar trabalhando ao longo da tabela periódica para resolver as próximas na linha - começando com o magnésio.
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