Cientistas Descobrem Misterioso “Salto” Nuclear que Desafia Modelos de Física Existentes

Crédito: Pixabay

Cientistas do Laboratório de Aceleradores da Universidade de Jyväskylä mediram com precisão as massas atômicas de isótopos radioativos de lantânio, descobrindo uma anomalia inesperada em suas energias de ligação nuclear. Esta descoberta lança luz sobre a formação de elementos mais pesados ​​que o ferro e levanta questões sobre a estrutura nuclear.

Na instalação do IGISOL, os pesquisadores produziram isótopos de lantânio ricos em nêutrons e de vida curta, tornando suas medições precisas de massa um grande avanço.

“Usando ressonância de cíclotron de íons de imagem de fase, medimos seis isótopos de lantânio com precisão excepcional, incluindo as primeiras medições de lantânio-152 e lantânio-153”, diz o professor Anu Kankainen, que liderou o estudo.

Um Fenômeno Observado em Colisões de Estrelas de Nêutrons

Analisando dados precisos de massa, os pesquisadores examinaram as energias de separação de nêutrons dos isótopos de lantânio, que revelam insights sobre a estrutura nuclear.

“Este fator é essencial para calcular as taxas de captura de nêutrons no processo r rápido durante fusões de estrelas de nêutrons, como visto na kilonova GW170817″, explica Kankainen.

Eles descobriram um “salto” acentuado quando a contagem de nêutrons aumentou de 92 para 93 — uma anomalia inexplicável.

O pesquisador de doutorado Arthur Jaries usa o dispositivo RFQ. Ele defenderá sua tese de doutorado no Departamento de Física em junho. Crédito: Tommi Sassi

“Fiquei surpreso”, diz o pesquisador de doutorado Arthur Jaries. “Os modelos atuais não conseguem explicar isso. Pode resultar de uma mudança repentina na estrutura nuclear, exigindo mais estudos com espectroscopia a laser ou nuclear.”

Uma Necessidade de Modelos Teóricos Aprimorados

Essas medições precisas de massa impactaram significativamente os modelos astrofísicos, alterando as taxas de reação de captura de nêutrons em até 35% e reduzindo as incertezas relacionadas à massa por um fator de 80 em casos extremos.

“Essas taxas de reação refinadas são cruciais para entender a formação do pico de abundância de terras raras no processo r”, observa Kankainen. “Mais importante, elas revelam que os modelos atuais de massa nuclear falham em prever essa anomalia, destacando a necessidade de mais avanços teóricos.”

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