Resultados sugerem que a estrutura nuclear do titânio-48 muda quando observado em distâncias variadas

O mundo ao nosso redor é feito de partículas invisíveis a olho nu, mas os físicos continuam a ganhar insights sobre esse reino misterioso. Descobertas publicadas em Revisão Física C Pesquisadores da Universidade Metropolitana de Osaka mostram que a estrutura nuclear de um átomo provavelmente muda dependendo da distância que os prótons e nêutrons estão do centro do núcleo.

O estudante de pós-graduação da OMU Maito Okada, o professor associado Wataru Horiuchi e o professor Naoyuki Itagaki da Escola de Pós-Graduação em Ciências compararam cálculos usando modelos teóricos com dados experimentais existentes para determinar se o titânio-48, o isótopo mais comum de titânio com 22 prótons e 26 nêutrons, tem uma estrutura de modelo de camada ou uma estrutura de aglomerado α (aglomerado alfa).

Enquanto os modelos de casca são simétricos, acredita-se que as estruturas de cluster α tenham uma partícula alfa na região externa do núcleo, criando uma configuração assimétrica. Uma partícula α é o mesmo que o hélio com dois prótons e dois nêutrons. No decaimento alfa, essa partícula é emitida; por exemplo, o titânio-48 se torna cálcio-44 se tal decaimento ocorrer.

A equipe da OMU calculou o efeito de colisão de prótons acelerados de alta energia e partículas α no titânio-48. Isso foi baseado em uma teoria de reações nucleares na qual o impacto de prótons em um núcleo reflete a estrutura próxima à superfície do núcleo alvo, enquanto a colisão de partículas α em um núcleo reflete a estrutura das regiões externas.

Os resultados sugerem que o titânio-48 muda de uma estrutura de modelo de concha para uma estrutura de aglomerado α dependendo da distância do centro do núcleo.

“Esses resultados subvertem a compreensão convencional da estrutura nuclear e podem fornecer pistas sobre o processo de decaimento α que ocorre em núcleos pesados, que não foi resolvido há quase 100 anos”, disse o professor Horiuchi, referindo-se à teoria de Gamow sobre o decaimento nuclear.

“No futuro, gostaríamos de estender os resultados obtidos por meio desta pesquisa para enfrentar o desafio de resolver questões relacionadas a núcleos mais pesados.”