Físicos observam estados excitados no lantânio-120

Pela primeira vez, os físicos observaram estados excitados no núcleo ímpar-ímpar, muito deficiente em nêutrons, o lantânio-120. O estudo, publicado em Letras de Física Bfoi conduzido por pesquisadores do Instituto de Física Moderna (IMP) da Academia Chinesa de Ciências e seus colaboradores da França, Finlândia, África do Sul e outros países.

À medida que núcleos médios-pesados ​​se aproximam da linha N=Z, prevê-se que a interação próton-nêutron será aumentada, tendo um impacto mensurável na estrutura de estados excitados. Isso também pode ser acompanhado por mudanças de forma dos núcleos, que exibem formas não esféricas, como formas de “bola de rúgbi” (prolato), “panqueca” (oblato), “pêra” (octupolar) ou “kiwi” (triaxial).

Lantânio-120 é um raro emissor de prótons β-atrasado descoberto em 1984. Devido à sua seção transversal de produção extremamente baixa, separar e identificar o lantânio-120 tem sido um grande desafio. Nos últimos 40 anos, os físicos experimentais não conseguiram medir com sucesso os estados excitados do lantânio-120.

“É crucial medir experimentalmente os estados excitados para explorar o mecanismo subjacente da evolução da estrutura nos núcleos de lantânio extremamente ricos em prótons”, disse o Prof. Associado Lyv Bingfeng do IMP, um dos autores correspondentes do estudo.

Os pesquisadores utilizaram uma configuração de última geração composta por um separador de massa e conjuntos de detectores gama de alta eficiência para procurar os estados excitados no lantânio-120, no laboratório de aceleradores da Universidade de Jyvaskyla, Finlândia. Eles então estabeleceram a estrutura de nível do lantânio-120.

Os pesquisadores descobriram que o spin no qual as energias das cascatas de spin ímpar e par dos raios gama do lantânio-120 estão se cruzando segue a tendência sistemática. Além disso, eles descobriram que as probabilidades de transição exibem um padrão notavelmente diferente, com um escalonamento significativo entre spins ímpares e pares, o que é distinto dos núcleos vizinhos.

“Nossos dados, combinados com modelos teóricos, sugerem que o lantânio-120 exibe uma deformação triaxial pronunciada. Este estudo também indica que a interação próton-nêutron desempenha um papel essencial na descrição da estrutura de núcleos ímpares-ímpares próximos à linha de gotejamento de prótons na região de massa A≈120”, disse Costel Petrache da Universidade de Paris-Saclay, França, outro autor correspondente.