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Ha 85 protoni e 103 neutroni. Si tratta di un nuovo nucleo atomico a forma di anguria che è l’isotopo dell’astato (188At) più leggero che conosciamo, ma anche il più pesante che decade in un modo del tutto insolito, ossia tramite l’emissione di singoli protoni. A raccontarlo è stato un team di fisici dell’Università di Jyväskylä, in Finlandia, secondo cui la scoperta potrà contribuire a gettare nuova luce sui limiti della materia e a fornire informazioni preziose sull’Universo. Lo studio è stato pubblicato su Nature Communications.
L’astato
L’astato, ricordiamo brevemente, è un elemento chimico presente sulla Terra solo come prodotto del decadimento di elementi più pesanti, e mai per un lungo periodo di tempo. Tutti i suoi isotopi, infatti, sono radioattivi ed effimeri, con emivite che vanno da ore a nanosecondi. Ciò, quindi, contribuisce a rendere l’astato l’elemento naturale più raro nella crosta terrestre a tal punto che si ritiene che ne esista in tutto il pianeta meno di 1 grammo in un dato momento. Va da sé che studiare questo tipo di nuclei esotici, ossia con un numero insolito di protoni e neutroni che li rende altamente instabili e inclini a un decadimento rapido, non è affatto semplice.
Un decadimento insolito
Utilizzando una reazione di fusione-evaporazione in cui due nuclei collidono e si fondono, formando un nucleo atomico instabile che rilascia particelle alla ricerca della stabilità, i ricercatori sono riusciti a scoprire il nuovo isotopo dell’astato che decade tramite emissione di protoni. Solitamente, infatti, i nuclei decadono emettendo neutroni e protoni insieme come particelle alfa o attraverso l’emissione di elettroni o positroni come decadimento beta. “L’emissione di protoni è una rara forma di decadimento radioattivo, in cui il nucleo emette un protone per raggiungere la stabilità”, ha commentato la prima autrice Henna Kokkonen.
Il nucleo atomico a forma di anguria
Per interpretare questi dati, i ricercatori si sono poi serviti di un modello di fisica nucleare per svelare la struttura e la meccanica dei nuclei atomici come questo. Dalle successive analisi è emerso che il nucleo atomico ha la forma di uno sferoide prolato, ossia simile a un oggetto arrotondato con una distanza tra i due poli superiore al suo diametro equatoriale. In altre parole, quindi, una forma che ricorda quella di un’anguria. “Le proprietà del nucleo suggeriscono un cambiamento di tendenza nell’energia di legame del protone di valenza“, ha concluso Kokkonen. “Questo è probabilmente spiegato da un’interazione senza precedenti nei nuclei pesanti”. Il prossimo passo dei fisici sarà ora quello di svolgere ulteriori osservazioni dell’188At per far luce su come si sviluppano e decadono nuclei esotici come questo.
