Spectre 2D montrant la corrélation entre les énergies des désintégrations α de la mère et de la fille dans la réaction de 36 Ar+ 176 Hf. Crédit :Yang Huabin
Une équipe de recherche de l'Institut de physique moderne (IMP) de l'Académie chinoise des sciences (CAS), en collaboration avec ses collaborateurs, a récemment synthétisé un nouvel isotope thorium-207 et découvert un décalage pair-impair régulier et distinct (OES) dans les énergies de désintégration α pour les noyaux avec Z>82 et N<126. L'étude a été publiée sous forme de lettre dans Physical Review C le 19 mai.
L'expérience de production de thorium-207 a été réalisée au Heavy Ion Research Facility de Lanzhou (HIRFL), en Chine. L'isotope a été séparé en vol par le spectromètre séparateur à recul rempli de gaz pour les atomes lourds et la structure nucléaire, et identifié sur la base d'une chaîne de désintégration α corrélée. La désintégration α du thorium-207, mesurée avec une énergie de particules α de 8167(21) keV et une demi-vie de 9,7(+46,6-4,4) ms, a été attribuée à l'état fondamental. Le nouvel isotope thorium-207 est le 34e nucléide synthétisé à l'IMP.
En combinant les nouvelles mesures avec les données existantes, les chercheurs ont obtenu des preuves directes qu'il existe une OES régulière et distincte dans les énergies de désintégration α pour les noyaux avec Z>82 et N<126 le long des chaînes isotopiques et isotoniques. Ils ont constaté que l'amplitude de l'OES est d'environ un ordre de grandeur supérieur aux valeurs déduites de la formule classique de Bethe-Weizsacker, qui indique clairement que l'OES dans les énergies de désintégration α est un effet régulier et distinct plutôt qu'un effet négligeable comme communément supposé.
L'OES dans les énergies de désintégration α. Crédit :Yang Huabin
Afin de sonder le mécanisme sous-jacent de l'OES dans les énergies de désintégration α, ils ont effectué les calculs relativistes de Hartree-Fock-Bogoliubo et de modèles de coquille à grande échelle. Ils ont découvert que l'OES provient à la fois des corrélations d'appariement et du blocage d'orbitales particulières par des nucléons non appariés.
Cette étude révèle un nouveau mécanisme d'échelonnement pair-impair induit par la diffusion par paires et présente un défi pour les modèles de masse nucléaire. Des scientifiques signalent une amélioration remarquable de l'agrégation de particules α dans les isotopes de l'uranium
