Grosimea „pielei” neutronilor plumbului a fost măsurată cu precizie

Unele nuclee atomice au piele subțire – sunt înconjurați de o înveliș subțire de neutroni.

Fizicienii știu acum cât de groasă este acea piele de neutroni pentru un anumit tip de nucleu. Pielea plumbului-208 – o varietate de plumb cu 126 de neutroni în plus față de cei 82 de protoni ai săi – are o grosime de aproximativ 0,28 trilioane de milimetru, raportează cercetătorii online pe 27 aprilie în Scrisori de revizuire fizică.

Nucleul lui Lead-208 este aproximativ sferic, o bilă de protoni încorporată într-o bilă puțin mai mare de neutroni. Măsurarea diferenței dintre dimensiunile sferelor dezvăluie grosimea pielii neutronice a plumbului.

Evaluarea dimensiunii sferei de protoni este relativ simplă: fizicienii pot trage particule încărcate electric în nucleu și pot studia modul în care particulele se împrăștie de protonii încărcați pozitiv. Dar pentru că neutronii nu au o sarcină electrică, volumul pe care îl încap este mai greu de măsurat.

Deci, cercetătorii cu Experimentul Lead Radius, sau PREX-II, de la Jefferson Lab din Newport News, Virginia, au folosit o tehnică specială. Echipa a măsurat modul în care electronii s-au împrăștiat diferit față de nucleu, în funcție de spin sau moment unghiular. Deoarece electronii interacționează cu neutronii la viteze diferite în funcție de direcția de rotație a acestora, experimentul a dezvăluit lățimea sferei de neutroni, permițând cercetătorilor să calculeze grosimea pielii neutronilor.

Pielea neutronilor era puțin mai groasă decât au prezis fizicienii. Acesta este un rezultat care „i face pe toți să stea în picioare și să acorde atenție și să înceapă să-și pună la îndoială presupunerile”, spune fizicianul și co-purtătorul de cuvânt al PREX-II Krishna Kumar de la Universitatea din Massachusetts Amherst.

O măsurătoare viitoare va testa pielea altui nucleu, calciul-48. Împreună, măsurătorile ar putea ajuta oamenii de știință să înțeleagă mai bine teoriile nucleului atomic și ale altor tărâmuri în care neutronii sunt înghesuiți, cum ar fi în stelele neutronice, stele extrem de dense, moarte, compuse în principal din neutroni (SN: 20/04/21).