Dans une étude publiée dans la revue Nuclear Science and Techniques , des chercheurs de l'Université Sun Yat-sen ont réalisé une avancée significative dans la compréhension des processus de désintégration des noyaux super-lourds. Leur étude pionnière, utilisant un algorithme d'apprentissage automatique forestier aléatoire, offre de nouvelles informations sur les modes de désintégration et les demi-vies des éléments au-delà de l'oganesson (élément 118).

Dans cette recherche, l'équipe s'est concentrée sur les noyaux avec un nombre de protons (Z) de 84 ou plus et un nombre de neutrons (N) de 128 ou plus, en utilisant des formules semi-empiriques pour calculer les demi-vies partielles de divers modes de désintégration tels que l'alpha. désintégration, désintégration bêta-moins, désintégration bêta-plus, capture d'électrons et fission spontanée (SF). La précision de ces calculs a été considérablement améliorée grâce à l'application de l'algorithme de forêt aléatoire, une technique avancée d'apprentissage automatique qui intègre une variété de propriétés nucléaires et d'énergies de désintégration.

Cette méthodologie a conduit à des découvertes innovantes en physique nucléaire, notamment la prédominance de la désintégration alpha dans les régions déficientes en neutrons et de la désintégration bêta moins dans les zones riches en neutrons. La précision de l'algorithme était remarquable, prédisant correctement le mode de désintégration dominant dans 96,9 % des noyaux étudiés, et il a également révélé l'existence d'un îlot de fission spontanée à longue durée de vie au sud-ouest de l'élément 298 Fl (flerovium), mettant en évidence l'interaction complexe entre la barrière de fission et la répulsion coulombienne dans les éléments super-lourds.

Cette recherche marque une avancée significative dans la compréhension des noyaux super-lourds, notamment dans la prévision de leurs modes de désintégration. Les connaissances acquises sont cruciales pour l’exploration de nouveaux éléments et de l’insaisissable « îlot de stabilité » dans la région des super-lourds. L’étude souligne également l’importance de mesures plus précises de la masse nucléaire et de l’énergie de désintégration pour affiner les prévisions. L'équipe a suggéré plusieurs isotopes pour de futures mesures, qui contribueront à faire progresser la recherche nucléaire, en particulier dans de nouvelles installations comme CAFE2 et SHANS2 à Lanzhou.

En résumé, l'application innovante de l'algorithme de forêt aléatoire a ouvert de nouvelles portes en physique nucléaire, offrant une compréhension plus précise et plus complète des processus de désintégration des noyaux super-lourds, et ouvrant la voie à de futures découvertes dans ce domaine passionnant.

Plus d'informations : Bo-Shuai Cai et al, Prédiction aléatoire basée sur la forêt des modes de désintégration et des demi-vies des noyaux super-lourds, Science et techniques nucléaires (2023). DOI : 10.1007/s41365-023-01354-5

Fourni par l'Académie chinoise des sciences