Fig. 1. O processo de tunelamento quântico do decaimento de dois prótons. Crédito:SUN Lijie
O decaimento de dois prótons é um processo de tunelamento quântico. A probabilidade de tunelamento depende da energia disponível e da altura da barreira de Coulomb, que por sua vez depende da carga nuclear Z (número de prótons). A emissão de dois prótons é um processo típico de separação de três corpos, incluindo o núcleo filho e dois prótons, em que as correlações de emparelhamento desempenham um papel importante. Portanto, um estudo detalhado da emissão de dois prótons é de grande importância para explorar o sistema quântico aberto, correlações de emparelhamento e estrutura nuclear exótica.
Recentemente, pesquisadores do Instituto de Física Moderna da Academia Chinesa de Ciências (CAS) e seus colaboradores realizaram medições para a emissão de dois prótons com atraso β (β2p) do núcleo da linha de gotejamento de prótons 27 S no Laboratório Nacional de Instalações de Pesquisa de Íons Pesados de Lanzhou (HIRFL). Pela primeira vez, eles mediram as correlações angulares próton-próton de 27 S β2p.
Os pesquisadores desenvolveram um array de detecção de última geração para espectroscopia de decaimento β de núcleos distantes do vale da estabilidade. Esta matriz consiste em três detectores de fita de silício de dupla face, três detectores de silício de quadrante e cinco detectores HPGe do tipo Clover na Radioactive Ion Beam Line em Lanzhou (RIBLL1), que pode ser usado para medir as energias, tempo e posições dos íons pesados e prótons de decaimento.
Um pico de energia em 6, 372 (15) keV com uma razão de ramificação de 2,4 (5)% foi identificado como uma transição de dois prótons através do estado análogo isobárico em 27 P ao estado fundamental de 25Al no decaimento β de 27 S. Correlações angulares de dois prótons de 27 S β2p foram medidos pela matriz de silício pela primeira vez para estudar o mecanismo de emissão de dois prótons. Com base em resultados experimentais e simulações de Monte Carlo, verificou-se que o principal mecanismo de emissão de β2p por 27 S é de natureza sequencial.
Os resultados foram publicados em Revisão Física C em 15 de junho.
Fig. 2. Distribuição do ângulo de abertura de dois prótons no decaimento de 27 S. Crédito:Revisão C
