Nova técnica permite que os físicos estudem interações de nêutrons dentro de um átomo
Evolução das propriedades eletromagnéticas nucleares para os estados fundamentais 9/2+ dos isótopos 105–131In. a, b, os momentos de quadrupolo elétrico (a) e momentos de dipolo magnético (b). A linha pontilhada horizontal indica o valor de partícula única (limite de Schmidt). Os resultados experimentais são comparados com cálculos teóricos ab initio VS-IMSRG e DFT. Os valores experimentais da literatura para 105-127In foram retirados da ref. 7. A evolução das propriedades coletivas desses isótopos é ilustrada na parte inferior da figura:à esquerda, a polarização do quadrupolo reduz gradualmente para um valor de buraco de próton único em N = 82; à direita, os momentos de dipolo magnético se aproximam abruptamente do valor de um único buraco de próton em um núcleo de 132Sn em N = 82, pois o efeito dominante muda da distribuição de carga para spin. Crédito:Natureza (2022). DOI:10.1038/s41586-022-04818-7
Uma equipe internacional de físicos desenvolveu uma nova técnica que permite aos pesquisadores estudar as interações entre nêutrons dentro de um átomo. Em seu artigo publicado na revista
Nature , o grupo descreve sua técnica de medição de espectroscopia a laser e como ela pode ser usada.
Já se passaram quase 100 anos desde que os cientistas descobriram que dentro de cada átomo existem prótons – que dão aos átomos seu número atômico – assim como nêutrons. E apesar de muito estudo de partículas subatômicas, os cientistas ainda não sabem que tipos de interações ocorrem dentro de um átomo. Nesse novo esforço, os pesquisadores modificaram as técnicas de medição de espectroscopia a laser para estudar essas interações.
Neste novo trabalho, os pesquisadores começaram olhando para elementos com um número mágico – aqueles que têm prótons e nêutrons altamente estáveis – e acabaram usando o índio-131, que tem um número mágico de nêutrons, e também um buraco de próton, no qual um nuclídeo tem um próton a menos do que um elemento de número mágico tradicional. O índio-131 é, infelizmente, também notoriamente instável, o que significa que existe apenas por um curto período de tempo antes de quebrar – tende a durar apenas 0,28 segundos.
Assim, estudar as interações dentro de seu núcleo exigia um método para dar uma espiada muito rápida. O método que eles desenvolveram é chamado de espectroscopia de ionização por ressonância; seu dispositivo é usado para medir espectros eletromagnéticos produzidos durante interações entre matéria e radiação eletromagnética. Para construir um sistema com o qual pudessem aplicar seu novo método, eles precisavam ter algum equipamento especial. Eles encontraram o que precisavam no Isotope Mass Separator On-Line Facility no CERN.
Os pesquisadores observam que sua técnica permite uma sensibilidade de detecção de menos de 1.000 átomos por segundo, o que significa que também pode ser usada com outros elementos de vida curta. Eles acreditam que ele pode ser usado para criar mapas mostrando como o núcleo de um determinado átomo é mantido unido e os tipos de interações que ocorrem dentro dele. Eles planejam continuar seu trabalho usando sua técnica para aprender mais sobre os meandros dos isótopos de vida curta.
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