Une équipe internationale de physiciens avec l'expérience BigRIPS qui se déroule à l'usine de faisceaux d'isotopes radioactifs RIKEN au Japon a déterminé la ligne de goutte pour les isotopes du fluor et du néon. Dans leur article publié dans la revue Lettres d'examen physique , les chercheurs décrivent comment ils ont trouvé les lignes de goutte à goutte et où se dirigent ensuite leurs recherches.

L'un des objectifs de la recherche en physique est de découvrir certaines des limites de la nature - dans ce nouvel effort, les chercheurs cherchaient à déterminer combien de neutrons pouvaient être ajoutés à un noyau avant qu'ils cessent de se coller les uns aux autres, conduisant à l'égouttement. Une telle limite est connue sous le nom de goutte à goutte. Des chercheurs antérieurs ont déjà trouvé la ligne de goutte à goutte pour un certain nombre d'éléments, les huit les plus légers d'entre eux, par exemple. Le faire pour les éléments les plus lourds a été difficile. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont cherché à trouver le goutte-à-goutte pour le fluor, sodium et néon. Des recherches antérieures ont montré que l'ajout de neutrons à un noyau augmente son numéro atomique lorsque le maximum est trouvé, mais il existe des exceptions. Les lignes de goutte à goutte pour les isotopes tels que l'azote-23, le carbone-22 et l'oxygène-24 sont tous les 16 neutrons, par exemple.

Pour trouver la ligne de goutte pour les éléments cibles, les chercheurs ont concentré des faisceaux d'ions calcium-48 sur des atomes de béryllium, entraînant la fragmentation et la création de petits noyaux. Ils ont étudié les fragments à l'aide du séparateur de fragments à grande acceptation BigRIPs, un processus en deux étapes par lequel un faisceau primaire est d'abord converti en faisceaux d'ions radioactifs par un faisceau d'uranium. Cela a été suivi d'une étape de marquage au cours de laquelle un faisceau secondaire a été marqué à l'aide des ions radioactifs en aval.

Les chercheurs rapportent qu'ils n'ont pu trouver aucune preuve de néon-36, néon-35, fluor-33 ou fluor-32. Ils affirment que cela a montré des preuves indiquant que le fluor-31 et le néon-34 sont tous deux des isotopes de goutte à goutte. Ils rapportent qu'ils ont également recherché le sodium-38 et 39 et trouvé un cas de sodium-39 mais pas de sodium-38 - ils suggèrent que cela indique probablement que la ligne de goutte pour les isotopes de sodium est au-delà de 28 neutrons.

Les chercheurs notent qu'en 2022, une nouvelle installation ouvrira à la Michigan State University avec des faisceaux plus intenses, donnant aux chercheurs une chance de découvrir le goutte à goutte pour le sodium, puis de continuer à travailler le long du tableau périodique pour résoudre ceux qui suivent, à commencer par le magnésium.

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