Illustrations schématiques de la structure de la coquille et de la forme nucléaire. Crédit: La nature (2020). DOI :10.1038/s41586-020-2848-x
Une équipe de physiciens affiliés à plusieurs institutions au Japon et une en Belgique a émis l'hypothèse que l'un des mécanismes responsables de la ligne de goutte à goutte de neutrons est lié à la déformation. Dans leur article publié dans la revue La nature , le groupe décrit leurs calculs concernant les contributions à l'énergie de liaison pour les déformations des noyaux dans le cadre d'un effort visant à mieux comprendre combien de neutrons un atome peut contenir.
Un domaine d'intérêt pour les physiciens et les chimistes est de savoir combien de neutrons peuvent être détenus par un atome. La limite exprimée par un tel arrangement s'appelle la ligne d'égouttement. Cela se produit parce que l'énergie est utilisée pour séparer les noyaux, il doit donc toujours y avoir une limite. Dans certains cas, des atomes ont été testés (entraînant parfois la création d'isotopes intéressants), mais beaucoup d'autres ne l'ont pas fait, Et ainsi, leurs limites ne sont pas connues. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont cherché un mécanisme qui régit les lignes d'égouttement en général qui pourrait permettre de calculer mathématiquement la réponse pour n'importe quel élément donné dans n'importe quelle circonstance donnée.
Pour explorer cette possibilité, les chercheurs ont choisi le fluor comme référence. Ils ont utilisé les mathématiques pour montrer que sa ligne de goutte à goutte pouvait être prédite en utilisant un mécanisme inédit. Ils ont découvert qu'à mesure que le nombre de neutrons augmente, la forme nucléaire du noyau se déforme en un ellipsoïde, ce qui conduit à une énergie de liaison plus élevée. Ils ont en outre constaté que le point de saturation du noyau (le point où il ne pouvait plus être déformé) donnait la ligne de goutte à goutte des neutrons. Ils ont noté qu'au-delà d'un tel point de saturation, l'isotope est devenu non lié, permettant à plus de neutrons de s'égoutter.
Les chercheurs notent que leurs calculs étaient basés sur des interactions nucléaire-nucléon récemment découvertes qui ont été utilisées dans des simulations de résolution de valeurs propres. Ils notent en outre que leurs résultats ont montré une quantité raisonnable d'accord avec des expériences récentes menées par d'autres chercheurs. Ils suggèrent que leurs travaux pourraient être utilisés dans d'autres efforts par d'autres groupes cherchant à mieux comprendre la nucléosynthèse lorsque des noyaux riches en neutrons sont impliqués.
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