Per la prima volta dal 1996, i fisici hanno osservato un nuovo nucleo atomico che decade attraverso l’emissione di protoni: un fenomeno rarissimo e difficile da studiare. Il risultato arriva dal Laboratorio di Acceleratori dell’Università di Jyväskylä, in Finlandia.
Un passo verso la stabilità
Il decadimento radioattivo è da sempre un pilastro della fisica nucleare: normalmente siamo abituati a sentire parlare di decadimento tramite emissione di particelle alfa o beta, ma in alcuni casi particolarissimi il nucleo espelle direttamente un protone.
“L’emissione di protoni è un evento raro, in cui il nucleo si libera di un protone per raggiungere uno stato più stabile“, spiega la ricercatrice Henna Kokkonen, dottoranda all’Università di Jyväskylä.
L’isotopo di astato più leggero mai osservato
Il protagonista della scoperta è un isotopo dell’astato, il 188At, formato da 85 protoni e 103 neutroni. È il più leggero isotopo di questo elemento mai identificato. Il problema? La sua esistenza dura pochissimo e produrlo è difficilissimo, motivo per cui servono tecniche raffinate.
Per ottenerlo, i ricercatori hanno irradiato un bersaglio d’argento naturale con un fascio di ioni di stronzio-84, generando il nuovo nucleo grazie a una reazione di fusione-evaporazione e la sua identificazione è stata possibile tramite il separatore RITU, un sistema di rilevatori altamente specializzato.
Una forma “a cocomero”
Oltre ai dati sperimentali, il team ha utilizzato modelli teorici per capire meglio la natura del nuovo nucleo. Il risultato? Il 188At sembra avere una forma prolata, ovvero allungata come un cocomero.
Ma c’è di più: le proprietà osservate suggeriscono un cambiamento di tendenza nell’energia di legame del protone più esterno, forse dovuto a un’interazione mai vista prima in nuclei così pesanti.
Dalla tesi di laurea al dottorato
La scoperta non nasce dal nulla: rappresenta la continuazione diretta della tesi magistrale di Henna Kokkonen, che già nel 2023 aveva contribuito all’individuazione di un altro isotopo, l’astato-190.
“La scoperta di nuovi isotopi è un evento raro a livello mondiale. È la seconda volta che posso vivere un’esperienza simile ed è incredibile“, racconta entusiasta la ricercatrice. “Ogni esperimento è una sfida, ma è emozionante sapere che questo lavoro ci aiuta a capire meglio i limiti della materia e la struttura dei nuclei atomici.“
Pubblicazione su Nature Communications
Il risultato è frutto di una collaborazione internazionale che coinvolge esperti di fisica nucleare teorica e sperimentale; i dettagli della ricerca sono stati pubblicati sulla prestigiosa rivista Nature Communications, a testimonianza dell’importanza di questo passo avanti nella fisica nucleare.
