Em um estudo publicado na revista de Nuclear Science and Techniques , pesquisadores da Universidade Sun Yat-sen alcançaram um avanço significativo na compreensão dos processos de decaimento de núcleos superpesados. Seu estudo pioneiro, empregando um algoritmo de aprendizado de máquina florestal aleatório, oferece novos insights sobre os modos de decaimento e meias-vidas de elementos além do oganesson (elemento 118).



Nesta pesquisa, a equipe se concentrou em núcleos com número de prótons (Z) igual ou superior a 84 e número de nêutrons (N) igual ou superior a 128, empregando fórmulas semi-empíricas para calcular meias-vidas parciais para vários modos de decaimento, como alfa. decaimento, decaimento beta-menos, decaimento beta-mais, captura de elétrons e fissão espontânea (SF). A precisão desses cálculos foi significativamente melhorada com a aplicação do algoritmo de floresta aleatória, uma técnica avançada de aprendizado de máquina que integra uma variedade de propriedades nucleares e energias de decaimento.

Esta metodologia levou a descobertas inovadoras na física nuclear, nomeadamente a dominância do decaimento alfa em regiões deficientes em neutrões e do decaimento beta-menos em áreas ricas em neutrões. A precisão do algoritmo foi notável, prevendo corretamente o modo de decaimento dominante em 96,9% dos núcleos estudados, e também revelou a existência de uma ilha de fissão espontânea de longa duração a sudoeste do elemento 298 Fl (fleróvio), destacando a complexa interação entre a barreira de fissão e repulsão de Coulomb em elementos superpesados.

Esta pesquisa marca um salto significativo na compreensão dos núcleos superpesados, particularmente na previsão dos seus modos de decaimento. Os conhecimentos obtidos são cruciais para a exploração de novos elementos e da indescritível “ilha de estabilidade” na região superpesada. O estudo também ressalta a importância de medições mais precisas da massa nuclear e da energia de decaimento para refinar as previsões. A equipe sugeriu vários isótopos para medições futuras, que serão fundamentais para o avanço da pesquisa nuclear, especialmente em novas instalações como CAFE2 e SHANS2 em Lanzhou.

Em resumo, a aplicação inovadora do algoritmo de floresta aleatória abriu novas portas na física nuclear, oferecendo uma compreensão mais precisa e abrangente dos processos de decaimento de núcleos superpesados ​​e abrindo caminho para futuras descobertas neste campo emocionante.

Mais informações: Bo-Shuai Cai et al, Previsão aleatória baseada em floresta de modos de decaimento e meias-vidas de núcleos superpesados, Ciência e Técnicas Nucleares (2023). DOI:10.1007/s41365-023-01354-5
Fornecido pela Academia Chinesa de Ciências