Pesquisadores do Instituto de Física Moderna (IMP) da Academia Chinesa de Ciências (CAS) e seus colaboradores sintetizaram dois novos isótopos – ósmio-160 e tungstênio-156 – que lançam uma nova luz sobre as estruturas nucleares e sugerem que o chumbo-164 poderia ser um núcleo duplamente mágico com maior estabilidade.



O estudo foi publicado em Physical Review Letters e destacado como sugestão dos editores.

Os “números mágicos” de prótons e nêutrons podem tornar um núcleo atômico particularmente estável. Os números mágicos tradicionais incluem 8, 20, 28, 50, 82 e 126. Em estudos anteriores, os pesquisadores descobriram o desaparecimento dos números mágicos tradicionais e o surgimento de novos números mágicos no lado rico em nêutrons do gráfico de nuclídeos.

Irão desaparecer outros números mágicos tradicionais na região nuclear extremamente deficiente em neutrões? É necessária mais exploração para enriquecer e desenvolver teorias nucleares e para aprofundar a nossa compreensão das forças nucleares.

Neste estudo, os pesquisadores realizaram o experimento no separador de recuo cheio de gás, Spectrometer for Heavy Atoms and Nuclear Structure (SHANS), no Heavy Ion Research Facility em Lanzhou (HIRFL), China.

Usando a reação de fusão e evaporação, os pesquisadores sintetizaram o ósmio-160 e o tungstênio-156 pela primeira vez. Eles mediram a energia da partícula α e a meia-vida do ósmio-160, que é um isótopo emissor de α. Além disso, determinaram que o núcleo filho, o tungstênio-156, é um emissor β+ com meia-vida de 291 ms.

Com os dados de decaimento α recentemente medidos, os pesquisadores derivaram a largura reduzida do decaimento α para o ósmio-160 e compararam-no com aqueles de outros núcleos com 84 nêutrons, mas menos prótons, e encontraram uma tendência surpreendente:quanto maior o número de prótons, menor a taxa de decaimento.

"Esta tendência é interpretada como evidência do fortalecimento do fechamento do invólucro de 82 nêutrons em direção à linha de gotejamento de prótons, o que é apoiado pelo aumento das lacunas do invólucro de nêutrons previstas em modelos teóricos", disse o Dr. Yang Huabin do IMP, o primeiro autor do artigo.

Além disso, os pesquisadores sugeriram que a maior estabilidade do fechamento da camada de 82 nêutrons pode ser atribuída à crescente proximidade do núcleo duplamente mágico chumbo-164, que pode ser um núcleo estável com 82 prótons e 82 nêutrons. Embora o chumbo-164 seja previsto além da linha de gotejamento de prótons, o efeito de casca aprimorado tem o potencial de torná-lo um núcleo ligado ou quase ligado.

Mais informações: H. B. Yang et al, Discovery of New Isotopes Os160 and W156:Revealing Enhanced Stability of the N=82 Shell Closure on the Neutron-Deficient Side, Physical Review Letters (2024). DOI:10.1103/PhysRevLett.132.072502
Fornecido pela Academia Chinesa de Ciências