A maneira como nêutrons e prótons compartilham energia quando inseridos no núcleo de um átomo é um dos principais quebra-cabeças para a física nuclear. Um novo estudo de pesquisadores do Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL) e da Universidade de Washington St. Louis, nos Estados Unidos, agora trouxe novas contribuições para o debate.

A pesquisa analisou dados de experimentos de espalhamento nuclear. O fenômeno descreve a dispersão de partículas subatômicas ao interagirem com um material. Esse procedimento permitiu aos cientistas estudarem como os nêutrons e os prótons se organizam no núcleo atômico. O estudo foi divulgado em dois artigos publicados nas revistas Physical Review C e Physical Review Letters.

Os pesquisadores identificaram que um pequeno grupo de núcleons – nome coletivo atribuído a prótons e nêutrons – localizados nas camadas mais profundas do núcleo são responsáveis pela maior parte da energia que mantém as partículas atraídas ao centro do átomo. Segundo eles, a energia estimada é 50% maior do que a prevista em modelos teóricos padrões.

Além disso, o estudo também fez previsões sobre a “pele de nêutrons”, que configura uma camada externa rica em nêutrons presente em núcleos atômicos.

“Nossos resultados indicam quantitativamente como a assimetria, a carga e as camadas de energia contribuem para a geração de nêutrons na pele e impulsionam uma parte desproporcional da energia total de ligação aos núcleons mais profundos”, afirmou Cole Pruitt, LLNL pós-doutorado e autor principal da pesquisa, em nota.

De acordo com pesquisadores, a pele de nêutrons está intimamente ligada ao processo de crescimento de estrelas de nêutrons. Compreender como a energia nuclear assimétrica muda com a densidade é essencial para a equação que determina a estrutura desses objetos espaciais, afirmam os cientistas.

Eles ressaltam, no entanto, que analisar diretamente as propriedades de peles de nêutrons é uma tarefa complicada. Em 2010, a Experiência Lead Radius ou PREX, forneceu a primeira medição independente de um modelo de chumbo-208. A experiência, porém, acumulou uma série de incertezas. Os resultados da segunda edição do PREX, que promete ser um experimento mais preciso, devem ser divulgados em breve.

Para Pruitt, um modelo ideal deve não apenas reproduzir medidas como o raio de carga ou energia de ligação total das partículas, “mas também especificar como os núcleos compartilham impulso e energia, tudo isso considerando a incerteza do modelo e de suas previsões”.

Via: Phys.org/News Landed