Pela primeira vez em mais de trinta anos, foi medida a estrutura do núcleo mais pesado que se desintegra por emissão de prótons. O último avanço semelhante foi alcançado em 1996.
A desintegração radioativa de núcleos atômicos tem sido uma das pedras angulares da física nuclear desde o início da pesquisa nuclear. Agora, o núcleo mais pesado que se desintegra por emissão de prótons foi medido no Laboratório de Aceleradores da Universidade de Jyväskylä, na Finlândia.
“A emissão de prótons é uma forma rara de desintegração radioativa, na qual o núcleo emite um próton para dar um passo em direção à estabilidade”, diz a pesquisadora de doutorado Henna Kokkonen da Universidade de Jyväskylä.
Estudar núcleos exóticos é difícil, mas não impossível
O novo núcleo é até agora o isótopo mais leve conhecido do astato, 188At, composto por 85 prótons e 103 nêutrons. Núcleos exóticos desse tipo são extremamente desafiadores de estudar devido às suas curtas vidas e baixas seções de produção, portanto, técnicas precisas são necessárias.
“O núcleo foi produzido em uma reação de fusão-evaporação pela irradiação de um alvo de prata natural com um feixe de íons de 84Sr”, diz o pesquisador acadêmico Kalle Auranen da Universidade de Jyväskylä. “O novo isótopo foi identificado usando o equipamento de detectores do separador de retrocesso RITU.”
Estudo revela novas descobertas sobre núcleos pesados
Além dos resultados experimentais, o estudo ampliou um modelo teórico para interpretar os dados medidos. Através do modelo, o núcleo pode ser interpretado como fortemente prolate, ou seja, “em forma de melancia”.
“As propriedades do núcleo sugerem uma mudança de tendência na energia de ligação do próton de valência”, diz Kokkonen. “Isso pode ser explicado por uma interação sem precedentes em núcleos pesados.”
O estudo é um acompanhamento da tese de mestrado
O estudo faz parte da tese de doutorado de Kokkonen e é um acompanhamento científico direto de sua tese de mestrado, na qual ela descobriu um novo tipo de núcleo atômico, o 190-astato. O artigo da tese foi publicado na revista Physical Review C em 2023.
“Descobertas de isótopos são raras em todo o mundo, e esta é a segunda vez que tenho a oportunidade de fazer parte de um momento histórico”, celebra Kokkonen. “Cada experimento é desafiador, e é gratificante fazer pesquisas que melhoram a compreensão dos limites da matéria e da estrutura dos núcleos atômicos.”
O artigo de pesquisa foi escrito como parte de uma colaboração de pesquisa internacional envolvendo especialistas em física nuclear teórica. O estudo foi publicado na renomada Nature Communications.
