Grâce aux installations de faisceaux d'ions radioactifs de nouvelle génération, des expériences auparavant difficiles peuvent être menées pour découvrir de nouveaux isotopes et révéler la physique liée aux noyaux exotiques loin de la vallée de stabilité β, ce qui approfondit la compréhension des origines des éléments chimiques dans l'univers. .
Des chercheurs de l'Institut de physique moderne (IMP) de l'Académie chinoise des sciences (CAS), en collaboration avec la Technische Universität München, ont prédit l'existence de noyaux exotiques en utilisant la théorie fonctionnelle de la densité covariante. L'étude a été publiée dans Atomic Data and Nuclear Data Tables. .
Pour confirmer l'existence d'isotopes nouvellement découverts et la limite d'une chaîne isotopique, il faut déterminer les masses nucléaires, les rayons et les demi-vies de ces isotopes. Un ensemble de prédictions théoriques fiables sur les caractéristiques (propriétés physiques) des nouveaux isotopes sert de ligne directrice.
La mesure des derniers noyaux liés des chaînes isotopiques examine non seulement la théorie nucléaire, mais fait également progresser la compréhension de l'étendue des nucléosynthèses (synthèses d'éléments chimiques) dans l'environnement astrophysique extrême lors des fusions d'étoiles à neutrons, des supernovae effondrées et des rayons X. éclate.
La théorie fonctionnelle de la densité covariante est l’une des approches les plus efficaces pour étudier la structure nucléaire. La théorie décrit les interactions entre les nucléons dans le milieu nucléaire.
Les interactions nucléon-nucléon peuvent être décrites sous la forme soit d'une interaction de couplage ponctuel (en supposant que les nucléons sont des particules ponctuelles interagissant les uns avec les autres), soit d'une interaction d'échange de mésons (en supposant que les nucléons sont des constituants communiquant entre eux en transmettant les messagers - les mésons). ).
Dans cette étude, les chercheurs ont connecté l'une de ces interactions à l'approche relativiste de Hartree-Bogoliubov pour explorer systématiquement les propriétés de l'état fondamental de toutes les chaînes isotopiques, de l'oxygène au darmstadtium.
Ces propriétés comprennent les énergies de liaison, les énergies de séparation à un et deux neutrons, les rayons quadratiques moyens de la matière, du neutron, du proton et de la distribution de charge, les surfaces de Fermi, les spins et les parités de l'état fondamental.
"En fait, les noyaux exotiques qui présentent potentiellement de nouveaux phénomènes constituent un terrain d'essai pour notre compréhension du système quantique à N corps. L'existence d'environ 2 500 nucléides a été prouvée expérimentalement. Nous attendons de nouvelles installations prometteuses pour découvrir des noyaux plus exotiques et démêler les phénomènes. que nous n'avons jamais vu auparavant. Faire correspondre les prédictions théoriques avec les résultats expérimentaux pourrait être passionnant pour nous de recouper nos modèles théoriques", a déclaré Liu Zixin d'IMP, le premier auteur de l'article.
Sur la base de ces propriétés fondamentales des noyaux, la ligne d'écoulement des neutrons et des protons, le phénomène de halo et le nouveau problème des nombres magiques ont été discutés en détail. Les propriétés prédites peuvent fournir des orientations pour de futures expériences et recherches théoriques en physique nucléaire.
Plus d'informations : Zi Xin Liu et al, Propriétés de l'état fondamental nucléaire sondées par l'approche relativiste Hartree-Bogoliubov, Données atomiques et tableaux de données nucléaires (2024). DOI :10.1016/j.adt.2023.101635
Fourni par l'Académie chinoise des sciences
