Σπάνιο είδος περιστροφικής κίνησης πυρήνα ανιχνεύθηκε σε ισότοπο του χρυσού

Πλανήτες, μπάλες ποδοσφαίρου και ακόμη ορισμένα μεγάλα μόρια έχουν κάτι κοινό: περιστρέφονται ως στερεά, κλασικά σώματα. Οι ατομικοί πυρήνες είναι κάτι άλλο, σε αυτήν η κβαντομηχανική επιτρέπει παράξενους νέους τύπους κίνησης. Σε πειράματα όπου εμφανίζεται ένα βραχύβιο ισότοπο του χρυσού, 187Au, η Nirupama Sensharma στο Πανεπιστήμιο Notre Dame, στην Indiana και συνάδελφοί της παρατήρησαν μια ασυνήθιστη τρόπο περιστροφής, προβλέφτηκε το 2014, που αποκαλείται διαμήκης ταλάντωση. Η παρατήρηση αυτού του τρόπου ταλάντωσης σε τέτοιο βαρύ πυρήνα θέτει περιορισμούς στις θεωρίες της πυρηνικής δομής.

Όπως άλλοι πυρήνες με περιττό αριθμό νουκλεονίων, ο 187Au, όπως άλλοι ελλειψοειδείς πυρήνες με τρεις άνισους άξονες, μπορεί να παρουσιάσει μια περισσότερο πολύπλοκη κίνηση. Η κίνηση αυτή προέρχεται από επίδραση των νουκλεονίων του πυρήνα, που κάνουν τον άξονα περιστροφής του να ταλαντεύεται όπως μια εκτός ισορροπίας περιστρεφόμενη σβούρα. Η εναρμόνιση μεταξύ του τροχιακού άξονα των νουκλεονίων και της μεγάλης διάστασης και μικρής διάστασης του πυρήνα παράγει εγκάρσια ταλάντωση, η οποία έχει παρατηρηθεί σε λίγους πυρήνες. Η μελέτη της Sensharma και των συναδέλφων της παρέχει την πρώτη σαφή ανίχνευση διαμήκους ταλάντωσης, στην οποία ο τροχιακός άξονας των νουκλεονίων ευθυγραμμίζεται με τον ενδιάμεσου-μήκους άξονα του πυρήνα.

Οι ερευνητές εντόπισαν την υπογραφή του νέου τρόπου στα πυρηνικά θραύσματα που δημιουργήθηκαν από ιόντα φθορίου που ρίχνονται σε στόχο υττέρβιου. Μεταξύ των ισοτόπων που παράχθηκαν από τη σύγκρουση ήταν ένα πλήθος πυρήνων 187Au σε διάφορες διεγερμένες καταστάσεις. Αναλύοντας τις ακτίνες-γ που εκπέμπονταν καθώς αυτές οι διεγερμένες καταστάσεις αποδιεγείρονταν, η ομάδα αναπαράστησε τον αρχικό πληθυσμό – συμπεριλαμβανομένων των προβλεπομένων καταστάσεων διαμήκους ταλάντωσης. Αναμένουν να εμφανιστούν και άλλα παραδείγματα βαρέων τριαξονικών πυρήνων σε μελλοντικές έρευνες.

Πηγή: American Physical Society

Περισσότερα στη δημοσίευση: Longitudinal Wobbling Motion in 187Au. Physical Review Letters.