Un experiment liderat per les investigadores Sonja Orrigo i Berta Rubio, del Grup d’Espectroscòpia Gamma de l'Institut de Física...

Un experiment liderat per les investigadores Sonja Orrigo i Berta Rubio, del Grup d’Espectroscòpia Gamma de l'Institut de Física Corpuscular (IFIC, Universitat de València-CSIC), ha observat una nova forma de desintegració en nuclis atòmics amb abundància de protons, concretament en el zinc 56 (56Zn). Els resultats, realitzat per una col·laboració internacional al laboratori Ganil (França), s'han publicat en ‘Physical Review Letters’.

Una de les qüestions bàsiques per a la Física nuclear és entendre l'estructura del nucli atòmic, és a dir, com protons i neutrons es mantenen units permetent la formació del nucli. Això, que es coneix bé en els nuclis estables que donen lloc als elements que veiem en la Naturalesa, no és tan conegut en els anomenats nuclis exòtics, elements que es creen en el laboratori i que es troben lluny de l'estabilitat, desintegrant-se quasi immediatament.

L'equip liderat per les investigadores de l’aIFIC ha observat una manera de desintegració exòtica en la desintegració beta del 56Zn. La desintegració beta és un dels tipus més habituals de desintegració radioactiva, i permet al nucli transformar un neutró en un protó o un protó en un neutró quan hi ha massa abundància d'algun d'ells. Aquest nucli 56Zn està molt allunyat de l'anomenada “vall d'estabilitat”, on se situen els nuclis que són estables i existeixen en la Naturalesa.

En la desintegració beta de nuclis rics en protons, sovint el nucli perd energia emetent protons, perquè la interacció forta domina sobre l'electromagnètica (emissió de rajos gamma). El nucli final pot quedar al seu torn en un estat excitat i emetre un raig gamma. És a dir, el procés és: beta-protó-gamma. No obstant això, les investigadores de l’IFIC han observat ara el procés invers, mesurant en la desintegració beta del 56Zn la seqüencia beta-gamma-protó, on primer s'emet un raig gamma i després un protó. Aquesta inusual manera de desintegració només havia estat observada recentment en el nucli molt més lleuger argon 32 (32Ar).

Segons les investigadores, “aquesta estranya forma de desintegració és molt interessant perquè ens ajuda a entendre l'estructura del nucli”. Però a més, aquesta mesura té un gran impacte perquè afecta a la forma tradicional de mesurar aquests processos de desintegració en nuclis exòtics rics en protons. Segons Sonja Orrigo, aquesta mesura serà fonamental per a futurs experiments que es realitzen amb nuclis exòtics encara més pesats, com els que es duran a terme en el laboratori japonès de física nuclear RIKEN, liderats també pel grup d'investigació de l’IFIC.

L'experiment s’ha dut a terme al laboratori GANIL (França), en el marc d'una col·laboració internacional que inclou investigadors del Grup d’Espectrocòpia Gamma de l’IFIC, RCNP-Osaka, Institut de Física Nuclear de Bordeaux Gradignan, Universitat de Surrey i Universitat d'Istanbul, entre altres.

http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.112.222501