Les noyaux « miroirs » aident à relier la théorie nucléaire aux étoiles à neutrons
Les différences de rayons de charge dans les noyaux miroirs, qui ont un nombre opposé de protons et de neutrons, peuvent aider à contraindre les paramètres de l’équation d’état de la matière nucléaire, qui décrit les propriétés des objets astrophysiques tels que les étoiles à neutrons. Crédit : Ronald Garcia/Dean Lee
L’ajout ou le retrait de neutrons d’un noyau atomique entraîne des changements dans la taille du noyau. Cela entraîne à son tour de minuscules changements dans les niveaux d’énergie des électrons de l’atome, appelés décalages isotopiques. Les scientifiques peuvent utiliser des mesures précises de ces décalages d’énergie pour mesurer le rayon du noyau d’un isotope.
Dans une étude récente, des chercheurs ont effectué des mesures assistées par laser des rayons nucléaires des isotopes stables du silicium silicium-28, silicium-29 et silicium-30. Ils ont également mesuré le rayon du noyau instable silicium-32, qui possède 14 protons et 18 neutrons. Les chercheurs ont utilisé la différence entre le rayon du noyau silicium-32 et celui de son noyau miroir, l’argon-32, qui possède 18 protons et 14 neutrons, pour fixer des limites aux variables qui aident à décrire la physique des objets astrophysiques tels que les étoiles à neutrons. Ces résultats constituent une étape importante dans le développement de la théorie nucléaire, l’étude des noyaux et de leurs composants.
L’article est publié dans la revue Lettres d’examen physique.
Malgré les progrès de la théorie nucléaire, les scientifiques sont toujours confrontés à des défis de longue date dans leur compréhension des noyaux. Par exemple, les chercheurs n’ont pas réussi à relier la description de la taille du noyau à la théorie sous-jacente de l’interaction nucléaire forte. De plus, il n’est pas certain que les théories nucléaires qui décrivent les noyaux atomiques finis puissent fournir une description fiable de la matière nucléaire. Cette forme particulière de matière est constituée de protons et de neutrons en interaction. La matière nucléaire comprend la matière dans des conditions extrêmes telles que les étoiles à neutrons. Des mesures précises des rayons de charge (le rayon des noyaux atomiques) aident à résoudre ces questions ouvertes.
Les chercheurs ont utilisé des mesures de spectroscopie laser des déplacements isotopiques atomiques pour mesurer le rayon nucléaire de différents isotopes de silicium à l’installation de refroidissement par faisceaux et de spectroscopie laser (BECOLA) de l’installation pour les faisceaux d’isotopes rares (FRIB) de l’université d’État du Michigan.
Les résultats obtenus constituent une référence importante pour le développement de la théorie nucléaire. La différence de rayon de charge entre le noyau de silicium-32 et son noyau miroir argon-32 a été utilisée pour contraindre les paramètres nécessaires à la description des propriétés de la matière neutronique dense au sein des étoiles à neutrons. Les résultats obtenus concordent avec les contraintes des observations d’ondes gravitationnelles et d’autres observables complémentaires.
Plus d’informations :
Kristian König et al., Rayons de charge nucléaire des isotopes de silicium, Lettres d’examen physique (2024). DOI : 10.1103/PhysRevLett.132.162502. Sur arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2309.02037
Fourni par le ministère américain de l’Énergie
Citation:Les noyaux « miroirs » aident à relier la théorie nucléaire et les étoiles à neutrons (2024, 13 août) récupéré le 14 août 2024 à partir de
Ce document est soumis au droit d’auteur. En dehors de toute utilisation équitable à des fins d’étude ou de recherche privée, aucune partie ne peut être reproduite sans autorisation écrite. Le contenu est fourni à titre d’information uniquement.