Cấu trúc hạt nhân titanium-48 thay đổi khi được quan sát ở những khoảng cách khác nhau
Có thể các nhà khoa học đang tiến gần đến việc lý giải được bí ẩn vật lý đã tồn tại gần 100 năm khi nghiên cứu mới tiết lộ những thay đổi về cấu trúc trong các hạt nhân titanium-48.
Thế giới xung quanh chúng ta được tạo thành từ nhiều hạt không thể thấy được bằng mắt thường, tuy nhiên các nhà vật lý vẫn tiếp tục tăng thêm những hiểu biết mới vào thực tại bí ẩn này.
Trong bài báo được xuất bản trên tạp chí Physical Review C, các nhà khoa học trường đại học Metropolitan Osaka đã chứng tỏ cấu trúc hạt nhân của một nguyên tử có khả năng thay đổi khi phụ thuộc vào khoảng cách của các proton và các neutron với tâm của hạt nhân 1.
Các nhà nghiên cứu bao gồm học viên cao học Maito Okada, phó giáo sư Wataru Horiuchi và giáo sư Naoyuki Itagaki của trường Khoa học OM đã so sánh những tính toán bằng các mô hình lý thuyết với dữ liệu thực nghiệm hiện có để xác định liệu titanium-48, đồng vị phổ biến nhất của titanium với 22 proton và 26 neutron, có một cấu trúc mô hình vỏ hoặc một cấu trúc cụm α.
Trong khi các mô hình vỏ đều đối xứng, cấu trúc hình cụm α vẫn được cho là có một hạt alpha tại vùng ngoài của hạt nhân, tạo ra một hình dạng bất đối xứng. Một hạt α giống như helium với hai proton và hai neutron. Trong phân rã alpha, hạt này bị phát xạ, ví dụ titanium-48 trở thành calcium-44 nếu sự phân rã xuất hiện.
Nhóm nghiên cứu OMU đã tính toán hiệu ứng va chạm của các proton và các hạt α được gia tốc bởi nguồn năng lượng cao trên titanium-48. Điều này được thiết lập trên cơ sở lý thuyết về các tương tác hạt nhân trên tác động của proton lên một hạt nhân phản xạ cấu trúc gần bề mặt của hạt nhân đích, trong khi sự va chạm của các hạt α lên một hạt nhân phản xạ cấu trúc của các vùng bên ngoài.
Các kết quả này đề xuất vấn đề là titanium-48 thay đổi từ cấu trúc mô hình bỏ đến cấu trúc cụm α do phụ thuộc vào khoảng cách với tâm của hạt nhân.
“Những kết quả đó lật lại hiểu biết thông thường về cấu trúc hạt nhân và có thể được chờ đợi là sẽ đem lại những manh mối về quá trình phân rã α xuất hiện trong hạt nhân nặng, vốn là vấn đề còn chưa được giải đáp trong gần một trăm năm qua”, giáo sư Horiuchi nói, liên hệ với lý thuyết Gamow về phân rã hạt nhân. Lý thuyết phân rã alpha do G. Gamow đề xuất năm 1928, dẫu thành công, cũng có một sai sót về hiện tượng luận khi cho là một hạt alpha bên trong hạt nhân phóng xạ sẽ chuyển động qua lại thông qua khối lượng đậm đặc của các nucleon một số lần trước khi thoát ra hoàn toàn 2.
“Trong tương lai, chúng tôi có thể sẽ mở rộng các kết quả có được thông qua nghiên cứu này để sẵn sàng đối đầu với thách thức và giải được các vấn đề liên quan đến các hạt nhân nặng hơn”.
Anh Hiền tổng hợp
https://phys.org/news/2024-07-results-titanium-nuclear-varying-distances.html
————————————–
1.https://journals.aps.org/prc/abstract/10.1103/PhysRevC.109.054324
2. https://arxiv.org/pdf/2112.09578#:~:text=G.,times%20before%20it%20comes%20out.
