Louis, de l’Université d’État du Michigan, de l’Université du Michigan occidental et de l’Université du Connecticut a créé et caractérisé de l’oxygène “poids plume” – la version la plus légère de l’oxygène familier, avec seulement trois neutrons pour ses huit protons. Les résultats sont publiés dans la revue Physical Review Letters.
Webb et al découverte de l’oxygène-11 à l’aide du réseau à haute résolution du National Superconducting Cyclotron Laboratory. Crédit image : Michigan State University.
L’oxygène est l’un des éléments les plus abondants dans le système solaire, mais l’oxygène-11 ne peut être produit qu’en laboratoire.
Il se désintègre immédiatement après sa création en émettant deux protons, et il peut être observé uniquement par la détection de ses produits de désintégration.
La désintégration à deux protons est le canal de désintégration nucléaire le plus récemment découvert.
“Ce qui est le plus intéressant pour la communauté des physiciens nucléaires, c’est que l’oxygène 11 est le miroir nucléaire du lithium 11, un isotope lourd du lithium très bien étudié”, a déclaré Tyler Webb, candidat au doctorat au département de physique de l’université Washington de Saint-Louis.
L’oxygène poids plume peut être comparé à son miroir nucléaire, un isotope de lithium bien étudié. Crédit photo : Washington University, St. Louis.
En physique nucléaire, on dit que les noyaux sont des miroirs quand l’un a un certain nombre de neutrons et de protons et que l’autre a une quantité inversée, comme le rapport 3:8 des neutrons aux protons dans l’oxygène-11 par rapport au rapport 8:3 dans le lithium-11.
“Lorsqu’on parle de noyaux miroirs, on s’attend à ce qu’une sorte de symétrie se maintienne”, explique Webb.
“Les propriétés d’un noyau et de son miroir devraient être similaires : les états quantiques devraient être à peu près proches en énergie par rapport à l’état fondamental du noyau et les fonctions d’onde de ces états devraient être similaires.”
Cette symétrie peut cependant être étirée ou brisée.
Les physiciens peuvent comparer la structure réelle des noyaux miroirs à leur structure attendue pour en apprendre davantage sur cette symétrie importante des noyaux atomiques, la matière qui compose la matière visible de l’Univers.
Dans ce cas, Webb et ses collègues sont très enthousiastes à l’idée de comparer le lithium-11, dont ils savent qu’il possède deux neutrons très faiblement liés dans un halo orbitant autour de son noyau, à l’oxygène-11, qui possède deux protons non liés.
