Il est toujours passionnant de trouver de nouveaux isotopes avec des nombres de neutrons/protons extrêmes dans la recherche en physique nucléaire. Dans la région des noyaux lourds, La désintégration α est l'un des modes de désintégration omniprésents et joue un rôle essentiel dans la recherche de nouveaux isotopes. Cependant, même après environ un siècle d'étude de la désintégration α, les scientifiques ne peuvent toujours pas décrire parfaitement comment la particule se forme à la surface du noyau avant son émission.

Dans le processus de désintégration α, la particule peut être considérée non seulement comme deux protons plus deux neutrons, mais aussi comme deux paires proton-neutron. Bien que des études antérieures aient prouvé l'importance des forces d'appariement entre les nucléons identiques, il reste difficile de savoir si les fortes interactions proton-neutron ont un impact sur les propriétés de désintégration α, en particulier dans la région du nucléaire lourd.

Publié dans Lettres d'examen physique en tant que suggestion des rédacteurs le 14 avril, une étude a rapporté l'observation de ²¹⁴ Toi, un nouvel isotope de l'uranium (U), et a révélé pour la première fois l'augmentation anormale de l'agrégation des particules dans les isotopes de l'uranium.

L'étude a été menée par des scientifiques de l'Institut de physique moderne (IMP) de l'Académie chinoise des sciences (CAS). Les chercheurs ont mené les expériences sur le séparateur à recul rempli de gaz, Spectromètre pour Atomes Lourds et Structure Nucléaire (SHANS), au Centre de recherche sur les ions lourds de Lanzhou (HIRFL), Chine.

En utilisant le séparateur SHANS et la méthode de corrélation recul-α, les chercheurs ont découvert le nouvel isotope ²¹⁴ Toi, et mesuré avec précision les propriétés de désintégration de ^{214, 216, 218} U.

Il est bien connu que l'interaction entre les protons de valence et les neutrons occupant des orbites avec le même nombre de nœuds et de moments angulaires orbitales conduit à de nombreux changements exotiques de couches fermées. "Les noyaux proches du nombre magique de neutrons N =126 fournissent un endroit idéal pour sonder comment les changements de structure nucléaire influencent les propriétés de désintégration α, " a déclaré Zhang Zhiyuan, chercheur à l'IMP.

Les chercheurs ont extrait les largeurs réduites de la désintégration α, qui sont liés à la probabilité de formation de particules , pour les noyaux pairs pairs de polonium-plutonium près de la N =126 fermeture coquille, et discuté de leurs tendances systématiques en termes de N p N m schème.

En combinant les données expérimentales, « le comportement dans le N La région <126 indique que la forte interaction proton-neutron joue un rôle crucial dans la désintégration α, " dit Zhang.

Pendant ce temps, il est à noter que les largeurs réduites de ^{214, 216} U étudiés dans ce travail sont remarquablement augmentés d'un facteur de deux par rapport à la tendance systématique de la N <126 noyaux dans le N p N m schème.

Ce phénomène pourrait être causé par la forte interaction monopôle entre la valence 1 F 7/2 protons et 1 F 5/2 neutrons combinés à une occupation accrue du 1 F 7/2 orbite protonique, ce qui a été confirmé par les calculs du modèle de coque à grande échelle.

Les résultats innovent dans une partie sous-explorée de la carte des nucléides, où la particule est préformée avec une probabilité plus élevée et émise à un taux de désintégration plus rapide.

"En avant-première possible de futures études dans cette région, on s'attend à ce que cet effet devienne encore plus fort dans les isotopes du plutonium. Ainsi, il est extrêmement intrigant d'étendre la systématique de la largeur de désintégration aux noyaux à Z plus élevé, " suggère l'étude.