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I nuclei deformati sono doppiamente magici. Gli scienziati hanno trovato la massa mancante di zirconio-80

Scienziato del Laboratorio Nazionale Ciclotrone Superconduttore (NSCL) e la Facility for Rare Isotope Beams (FRIB) della Michigan State University hanno risolto il mistero della massa mancante di zirconio-80, un enigma in cui si sono imbattuti. Gli esperimenti effettuati presso la NSCL hanno dimostrato che il nucleo di Zirconio-80contenente 40 protoni e 40 neutroni è molto più leggero di quanto dovrebbe essere. Ora i teorici del FRIB hanno effettuato calcoli che forniscono risposte alla domanda su cosa succede alla massa mancante.

La relazione tra teorici e fisici sperimentali è come una danza coordinata, afferma Alec Hamaker, autore principale dell'articolo pubblicato su Nature Physics. A volte sono i teorici che aprono la strada e mostrano qualcosa prima della scoperta sperimentale, ea volte sono gli sperimentatori che scoprono qualcosa che i teorici non si aspettavano, aggiunge Ryan Ringle.

 Fonte immagine: Wikipedia / Fonte

L'ultimo sviluppo è solo un assaggio di ciò che gli scienziati di tutto il mondo possono aspettarsi. Già ora offre la NSCL, la posizione leader negli Stati Uniti per la ricerca con rare isotopi, enormi opportunità per gli scienziati. Ma il FRIB, che dovrebbe aprire il prossimo anno, sarà assolutamente unico. Scienziati di tutto il mondo saranno in grado di produrre isotopi che non sono disponibili da nessun'altra parte. Strutture come il FRIB non solo ampliano la nostra conoscenza dell'universo, ma ci consentono anche di migliorare i trattamenti contro il cancro, ad esempio. Ringle spiega che il FRIB consentirà ricerche precedentemente inaccessibili e la struttura fornirà nuove scoperte per molti decenni a venire.

Ma torniamo al nostro 80Zr. È stato realizzato presso l'NSCL e le capacità della struttura hanno permesso agli scienziati di misurarne la massa con una precisione senza precedenti. La massa di questo elemento era stata misurata prima, ma mai con la stessa precisione. E queste misurazioni precise hanno rivelato molte cose interessanti. Perché se possiamo determinare la massa in modo così preciso, stiamo effettivamente misurando una massa che è stata persa. Perché la massa di un nucleo atomico non è uguale alla somma delle masse di protoni e Neutroni. Alcune delle masse mancanti si manifestano come energia che tiene insieme il nucleo, spiega Ringle.

Tutti ricordiamo la famosa equazione di Einstein E = mc ^ 2. Questo non significa nient'altro che questo Massa e Energia sono equivalenti, sono equivalenti. Tuttavia, questo può essere osservato solo in condizioni estreme come quelle che si trovano nel nucleo atomico. Perché se c'è più energia di legame tra protoni e neutroni nel nucleo, se sono più strettamente legati l'uno all'altro, allora manca più massa. E questo è esattamente il caso del nucleo di zirconio-80, perché nuovi esperimenti hanno dimostrato che le forze tra neutroni e protoni sono maggiori del previsto. E se è così, i teorici hanno dovuto trovare una spiegazione per il motivo per cui ciò è accaduto.

Quindi hanno esaminato le teorie esistenti su 80Zr. Dicono, tra l'altro, che questo nucleo potrebbe essere un doppio nucleo magico.
Esperimenti precedenti hanno suggerito che il Zirconio 80 core assomiglia a un pallone da rugby piuttosto che a un pallone. Secondo i teorici, questa forma potrebbe contribuire alla doppia "magia" del nucleo. I teorici sospettano da più di 30 anni che il nucleo Zircon 80 sia un doppio nucleo magico deformato. Gli sperimentatori hanno impiegato del tempo per dimostrarlo. E ora che hanno prove a sostegno della teoria, i teorici possono fare il passo successivo, dice Hamaker.

Gli scienziati stanno aspettando con ansia l'inizio di FRIB e spero di saperne di più su nuclei insoliti come questo zirconio-80 attraverso questa struttura.