Un nucleo atomico di due soli neutroni: osservato il dineutrone

[frankytop]

Cercato da decenni, il nucleo formato dal legame di due neutroni è stato osservato per via indiretta come prodotto di decadimento di un isotopo del berillio presso il National Superconducting Cyclotron Laboratory della Michigan State Universit

Può esistere un nucleo atomico costituito solo da neutroni? La maggior parte dei fisici risponderebbe di no. Ma molte credenze consolidate potrebbero essere ora scardinate da uno studio in cui è stato osservato in modo indiretto e per brevissimo tempo un accoppiamento di due neutroni – una specie atomica battezzata dineutrone - come prodotto di un decadimento nucleare.

Le forze che legano tra loro i costituenti dei nuclei atomici non sono completamente conosciute. Alcune forme esotiche della materia elementare – come i dineutroni o i diprotoni – offrono ai ricercatori l'opportunità di verificare gli attuali modelli fisici. Sia il dineutrone sia il diprotone sono quasi stabili, e la loro comparsa è stata ricercata nella fisica delle particelle per decenni. In particolare, si è andati alla ricerca di diprotoni, poiché i dineutroni sono difficili da rivelare. I risultati tuttavia sono stati finora ambigui poiché la carica elettrica posseduta dal diprotone complica alquanto le misurazioni.

Recenti esperimenti con gli isotopi ricchi di neutroni elio-6 ed elio-8 hanno fornito indicazioni del fatto che i neutroni di valenza, che rimangono al di fuori della parte più interna del nucleo, si accoppiano in forma di dineutroni. La produzione di questo sistema come prodotto di decadimento avrebbe tuttavia fornito un metodo diretto per studiarlo. I ricercatori sono così andati alla ricerca di dineutroni in due decadimenti di specie nucleari ricche di neutroni come l'idrogeno-5 e l'elio-10, ma questi nuclei di solito generano successivi decadimenti con produzione di un neutrone dopo l'altro, invece che coppie di essi.


Presso il National Superconducting Cyclotron Laboratory, la collisione tra un fascio di atomi di neon e un bersaglio di berillio-9, in arancione, genera berillio-16, che decade immediatamente con emissione di un dineutrone. Il risultante berillio-14 viene deflesso da un magnete (In rosso) verso una serie di rivelatori (in marrone), mentre la coppia di neutroni viene misurata con il Modular Neutron Array, o MoNA (in verde).

Ora Artemis Spyrou della Michigan State University (MSU) a East Lansing e colleghi hanno risolto il problema identificando un nucleo, il berillio-16, in cui è favorito il decadimento con emissione di due neutroni: il decadimento con emissione di un solo neutrone è infatti sfavorito poiché il nucleo risultante, il berillio-15, è anche più instabile del berillio-16 rispetto all'emissione di neutroni.

Secondo quanto riferito su "Physical Review Letters", sfruttando le apparecchiature del National Superconducting Cyclotron Laboratory della MSU, i ricercatori sono riusciti a isolare il boro-17, frutto di altre collisioni tra un fascio di nuclei di neon ad alta energia e un bersaglio di di berillio-9. Il fascio secondario di boro è stato poi diretto su un altro bersaglio di berillio-9. le collisioni risultanti occasionalmente possono estrarre un protone da un nucleo di boro, producendo il berillio-16.

Il berillio-16 a sua volta decade in berillio-14 e due neutroni, e tutti e tre i prodotti di dedadimento devono essere misurati. La rivelazione e l'identificazione del berillio-14 non è stata difficoltosa, mentre osservare la copia di neutroni è stato un compito più arduo, perché i singoli neutroni di tanto in tanto generavano due flash nella schiera dei rivelatori. Per essere sicuri di osservare due neutroni, il gruppo ha trascurato ogni coppia di flash osservata a 50 centimetri di distanza l'uno dall'altro.

Per gli eventi selezionati, i ricercatori hanno misurato le energie e gli angoli di diffusione tra il berillio-14 e i due neutroni, confrontando i dati con le simulazioni al computer di tre possibiil scenari: due decadimenti consecutivi con produzione di singoli neutroni; un decadimento a tre corpi, in cui due neutroni vengono emessi contemporaneamente ma senza alcuna mutua correlazione; l'emissione di un dineutrone, che decade in circa 10 alla -22 secondi.

http://www.lescienze.it/news/2012/03...cleare-908453/

[Bounty_]

Interessantissimo, vado a cercarmi Physical review letters per leggere perchè
parte dei segnali li scartavano.

Originariamente inviato da frankytop

Per essere sicuri di osservare due neutroni, il gruppo ha trascurato ogni coppia di flash osservata a 50 centimetri di distanza l'uno dall'altro.

Grazie Franky