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Na física nuclear, a “ilha de estabilidade” se refere a um grupo hipotético de isótopos transurânicos mais pesados, previstos para serem significativamente mais estáveis do que seus isótopos vizinhos, com meias-vidas esperadas variando de minutos ou dias a, de acordo com alguns otimistas, até milhões de anos. Vários métodos teóricos previram que o centro da “ilha de estabilidade” estaria em Z=114,120,124 ou 126 e N=184. Crédito: Minghao Zhang
Uma equipe de cientistas fez progressos significativos na busca contínua para criar novos núcleos superpesados de longa duração. Esses núcleos mágicos duplos, caracterizados por um número preciso de prótons e nêutrons que formam uma configuração altamente estável, são excepcionalmente resistentes à decadência.
O estudo deles pode aprofundar nossa compreensão das forças que unem os átomos e abrir caminho para o desenvolvimento de novos materiais com propriedades únicas.
A pesquisa, publicada na revista Ciência e Técnicas Nuclearesestá um passo mais perto de alcançar a chamada “Ilha da Estabilidade”, uma região no mapa de núcleos onde acredita-se que alguns desses núcleos podem existir por muito mais tempo do que aqueles criados até agora.
Na busca pela ‘Ilha da Estabilidade’
A pesquisa, liderada pelo Professor Feng-Shou Zhang, previu reações promissoras entre diferentes elementos que poderiam ser usados em experimentos para criar núcleos mágicos duplos. Uma descoberta importante envolve uma reação entre um tipo especial de isótopo radioativo de cálcio e um alvo de plutônio, que poderia produzir os núcleos mágicos duplos previstos 298Fl.
Outro potencial núcleo mágico duplo, 304120, poderia ser criado pela combinação de vanádio e berquélio, embora atualmente essa reação tenha menos probabilidade de ter sucesso.
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Comparação da seção transversal do resíduo de evaporação calculada dada pelo modelo DNS e os dados experimentais. Crédito: Minghao Zhang
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O modelo do sistema dinuclear provou ser uma ferramenta confiável para reproduzir resultados experimentais de reações de fusão. Neste modelo, o projétil e os núcleos alvo devem superar a barreira de Coulomb para formar um sistema dinuclear. Posteriormente, os núcleons são transferidos do projétil para o alvo, levando à formação de um núcleo composto. Para atingir seu estado fundamental, o núcleo composto deve então evaporar nêutrons. Crédito: Minghao Zhang
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Com base no modelo do sistema dinuclear, o projétil radioativo 58Ca e o 244Prevê-se que o alvo Pu seja favorável à produção do núcleo duplo mágico previsto 298Fl. Além disso, esta pesquisa investiga a síntese de outro núcleo duplo-mágico previsto, 304120, com o 58V+249Reação Bk para ser ótima. Crédito: Minghao Zhang
Explorando novos caminhos na ciência nuclear
A ideia de criar esses núcleos superpesados é empolgante porque eles podem oferecer novos insights sobre a estrutura atômica e possivelmente levar ao desenvolvimento de materiais avançados. Se esses elementos puderem ser feitos e permanecerem estáveis, eles podem ter propriedades únicas que podem ser úteis em vários campos científicos.
Para fazer essas descobertas, a equipe de pesquisa usou modelos teóricos avançados projetados para estudar colisões de íons pesados. Ao escolher cuidadosamente as combinações certas de projéteis e alvos, os cientistas traçaram um caminho claro para experimentos futuros que podem nos aproximar de atingir esses objetivos.
Apesar do progresso, ainda há desafios pela frente, como melhorar a eficiência dessas reações. No entanto, essa pesquisa nos aproxima da compreensão da “Ilha da Estabilidade” e das possibilidades intrigantes que ela contém. O trabalho não apenas avança o campo da física nuclear, mas também prepara o cenário para futuras descobertas que podem ter impactos abrangentes na ciência e na tecnologia.
Esta pesquisa foi conduzida em colaboração com a Universidade Normal de Pequim, a Academia de Ciência e Tecnologia de Pequim, a Universidade de Guangxi e o Laboratório Nacional do Acelerador de Íons Pesados de Lanzhou.
Mais informações:
Ming-Hao Zhang et al, Possibilidade de atingir o centro previsto da “ilha de estabilidade” por meio de reações de fusão induzidas por feixe radioativo, Ciência e Técnicas Nucleares (2024). DOI: 10.1007/s41365-024-01542-x
Fornecido por Ciência e Técnicas Nucleares
Citação: Novas reações de fusão podem levar a núcleos superpesados de longa duração com propriedades únicas (2024, 9 de setembro) recuperado em 9 de setembro de 2024 de https://phys.org/news/2024-09-fusion-reactions-superheavy-nuclei-unique.html
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