Des scientifiques nucléaires de l'Université Washington à St. Louis ont découvert l'oxygène-11 à l'aide du réseau haute résolution du Laboratoire national du cyclotron supraconducteur. Crédit :Université d'État du Michigan
Des chercheurs de l'Université de Washington à St. Louis ont découvert et caractérisé une nouvelle forme d'oxygène surnommée « l'oxygène poids plume » - la version la plus légère de l'élément chimique familier oxygène, avec seulement trois neutrons pour ses huit protons.
L'oxygène est l'un des éléments les plus abondants du système solaire, mais l'oxygène-11 ne peut être produit qu'en laboratoire. Il se désintègre immédiatement après sa création en émettant deux protons, et il peut être observé uniquement par la détection de ses produits de désintégration. La désintégration à deux protons est le canal de désintégration nucléaire le plus récemment découvert.
"Ce qui est le plus intéressant pour la communauté de la physique nucléaire, cependant, est que l'oxygène-11 est le miroir nucléaire du lithium-11, un isotope lourd du lithium très bien étudié, " a déclaré Tyler Webb, un doctorat candidat en physique en Arts &Sciences à l'Université de Washington, qui travaille avec Robert J. Charity, professeur-chercheur de chimie en Arts &Sciences, et Lee G. Sobotka, professeur de chimie et de physique. Webb est le premier auteur d'un nouvel article sur la découverte dans Lettres d'examen physique .
En physique nucléaire, les noyaux sont dits miroirs lorsque l'un a un certain nombre de neutrons et de protons et l'autre a une quantité inversée, tels que le rapport 3:8 des neutrons aux protons dans l'oxygène-11 par rapport au rapport 8:3 dans le lithium-11.
L'oxygène poids plume peut être comparé à son miroir nucléaire, un isotope bien étudié du lithium, les chercheurs ont dit. Crédit :Washington University à St. Louis
"Quand on parle de noyaux miroirs, nous nous attendons à une sorte de symétrie, " Webb a dit. " Les propriétés d'un noyau et de son miroir devraient être similaires :les états quantiques devraient être à peu près proches en énergie par rapport à l'état fondamental du noyau et les fonctions d'onde de ces états devraient être similaires. "
Cette symétrie peut être étirée ou brisée, toutefois. Les scientifiques peuvent comparer la structure réelle des noyaux miroirs à leur structure attendue pour en savoir plus sur cette importante symétrie des noyaux atomiques, l'étoffe qui compose la matière visible de l'univers.
Dans ce cas, les chercheurs sont très enthousiastes à l'idée de comparer le lithium-11, dont ils savent qu'il a deux neutrons très faiblement liés dans un "halo" en orbite autour de son noyau, à l'oxygène-11, qui a deux protons non liés.
Les chercheurs de l'Université de Washington ont rassemblé des preuves d'oxygène-11 dans une expérience menée au National Superconducting Cyclotron Laboratory sur le campus de l'Université d'État du Michigan. L'article de Physical Review Letters décrit à la fois l'expérience et les calculs à l'appui menés par les physiciens nucléaires théoriques Witold "Witek" Nazarewicz et Simin Wang de la Michigan State University. Des chercheurs de l'Université du Connecticut et de l'Université Western Michigan ont également participé à la collaboration.
