Des chercheurs de l'Institut de physique moderne (IMP) de l'Académie chinoise des sciences et de leurs collaborateurs ont synthétisé un nouvel isotope – Protacinium-210 – pour la première fois. Il s'agit de l'isotope le plus déficiente en neutrons de protacinium synthétisé à ce jour. Leurs résultats sont publiés dans Communications de la nature.
Le noyau atomique est un système quantique à plusieurs corps composé de protons et de neutrons. Synthétiser et étudier de nouveaux nucléides est un sujet de recherche frontalière en physique nucléaire. Grâce à cette recherche, les scientifiques peuvent explorer les limites de l'existence de noyaux et approfondir notre compréhension des propriétés fondamentales de la matière.
Les prédictions théoriques suggèrent l'existence d'environ 7 000 nucléides, mais seulement environ 3 300 ont été synthétisées expérimentalement et observées jusqu'à présent.
« Dans la région d'actinide extrêmement déficiente en neutrons, la section transversale de nouveaux isotopes est extrêmement faible. De plus, leurs demi-vies sont très courtes – pour les millisecondes ou même les microsecondes – qui pose de grands défis pour les études expérimentales », a déclaré Zhang Mingming, un professeur associé à IM et au premier auteur de l'étude.
L'expérience a été menée à l'installation de China Accelerator pour les éléments de super-héros (CAFE2). Le faisceau de calcium-40 a été accéléré pour bombarder une cible lutetium-175. Grâce à une réaction de fusion-évaporation, les chercheurs ont synthétisé et identifié avec succès le nouveau protactinium-210 isotopique en utilisant le séparateur de recul rempli de gaz, le spectromètre pour les atomes lourds et la structure nucléaire-2 (Shans2).
Ils ont mesuré avec succès les propriétés α-de la catégorie de la protacinium-210 et ont étendu la systématique α-dechette dans cette région. Les résultats sont en bon accord avec les calculs théoriques pour les noyaux lourds à et au-delà de la ligne d'égouttement des protons.
« Malgré la coupe transversale à faible production de Protacinium-210 (seulement environ 7 picobarns), nous avons observé avec succès 23 événements. Cela valide la capacité de l'installation pour l'étude des noyaux lourds et surchaurés, jetant les bases des expériences sur la synthèse de nouveaux éléments », a déclaré le professeur MA Long de l'imp.
Ce travail a été mené en collaboration avec des chercheurs de l'Université de l'Académie chinoise des sciences, du laboratoire avancé des sciences et technologies de l'énergie du Guangdong, de l'Université du Shandong et d'autres institutions.
