Οι επιστήμονες επιλύουν μια μακρόχρονη ανωμαλία στον τρόπο με τον οποίο περιστρέφονται οι πυρήνες

Μια διεθνής ομάδα επιστημόνων με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο της Βασιλείας έχει τελικά λύσει το μακροχρόνιο μυστήριο της ανώμαλης συμπεριφοράς των πυρήνων. Η ερευνητική ομάδα, η οποία περιελάμβανε επιστήμονες από το Κέντρο Riken Nishina στην Ιαπωνία, το Πανεπιστήμιο του Τόκιο, το Ινστιτούτο Paul Scherrer στην Ελβετία και το Triumf στον Καναδά, περιέγραψε με επιτυχία αυτό το ασυνήθιστο φαινόμενο χρησιμοποιώντας προηγμένους θεωρητικούς υπολογισμούς.

Η ανώμαλη συμπεριφορά σχετίζεται με τον τρόπο με τον οποίο περιστρέφονται ατομικοί πυρήνες. Αυτή η θεμελιώδης ιδιότητα των πυρήνων, γνωστή ως πυρηνική περιστροφή, εξαρτάται από τον αριθμό των πρωτονίων και των νετρονίων στον πυρήνα. Σύμφωνα με το μοντέλο κελύφους του πυρήνα, η περιστροφή ενός ομοιόμορφου πυρήνα - δηλαδή, ενός με ομοιόμορφο αριθμό πρωτονίων και νετρονίων - θα πρέπει πάντα να είναι μηδέν.

Ωστόσο, τα πειράματα που διεξήχθησαν στη δεκαετία του 1960 αποκάλυψαν μια χούφτα σταθερών ομοιόμορφων πυρήνων με μηδενική περιστροφή, αμφισβητώντας τις προβλέψεις του μοντέλου κελύφους. Αυτή η ασυμφωνία παρέμεινε ανεξήγητη εδώ και δεκαετίες και προκάλεσε πολλές θεωρητικές έρευνες.

Σε αυτή την πρωτοποριακή έρευνα, οι επιστήμονες πραγματοποίησαν υπολογισμούς υψηλής ακρίβειας με βάση την υπερσύγχρονη πυρηνική θεωρία και τη μοντελοποίηση των υπολογιστών. Προσομοίωσαν την εσωτερική δομή και τις ιδιότητες των πυρήνων, συμπεριλαμβανομένων των ενεργειακών επιπέδων τους, των λειτουργιών κύματος και των μαγνητικών στιγμών, για να αποκτήσουν πληροφορίες για την ανώμαλη συμπεριφορά.

Τα αποτελέσματά τους επιβεβαίωσαν την ύπαρξη αυτών των σταθερών ομοιόμορφων πυρήνων με μη μηδενική περιστροφή. Η ομάδα παρατήρησε ότι όταν αυτοί οι πυρήνες τοποθετούνται σε ένα μαγνητικό πεδίο, τα πρωτόνια και τα νετρόνια μέσα στον πυρήνα βιώνουν διαφορετικές μαγνητικές δυνάμεις λόγω των ξεχωριστών τους φορτίων. Αυτή η διαφορά οδηγεί σε διαχωρισμό των ενεργειακών επιπέδων, με αποτέλεσμα μια μη μηδενική περιστροφή για αυτούς τους συγκεκριμένους πυρήνες.

Αυτή η ανακάλυψη προσφέρει μια βαθύτερη κατανόηση της θεμελιώδους συμπεριφοράς των ατομικών πυρήνων και παρέχει μια ανάλυση σε ένα μακροχρόνιο παζλ στην πυρηνική φυσική. Τα λεπτομερή ευρήματα της ομάδας, που δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό *Letters Physical Review *, ανοίγουν το δρόμο για περαιτέρω εξερεύνηση εξωτικών φαινομένων και τη φύση της ύλης σε ατομικό επίπεδο.