Núcleo Halo - Halo nucleus
Física nuclear |
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Em física nuclear , um núcleo atômico é chamado de núcleo halo ou é dito ter um halo nuclear quando tem um núcleo central rodeado por um "halo" de prótons ou nêutrons orbitando, o que torna o raio do núcleo consideravelmente maior do que o previsto pelo modelo de gota de líquido . Os núcleos halo se formam nas bordas extremas da tabela de nuclídeos - a linha de gotejamento de nêutrons e a linha de gotejamento de prótons - e têm meia-vida curta, medida em milissegundos. Esses núcleos são estudados logo após sua formação em um feixe de íons .
Normalmente, um núcleo atômico é um grupo fortemente ligado de prótons e nêutrons. No entanto, em alguns nuclídeos, há uma superabundância de uma espécie de núcleon. Em alguns desses casos, um núcleo nuclear e um halo se formarão.
Freqüentemente, essa propriedade pode ser detectada em experimentos de espalhamento, que mostram que o núcleo é muito maior do que o valor esperado. Normalmente, a seção transversal (correspondente ao raio clássico) do núcleo é proporcional à raiz cúbica de sua massa, como seria o caso de uma esfera de densidade constante. Especificamente, para um núcleo de número de massa A , o raio r é (aproximadamente)
onde é 1,2 fm .
Um exemplo de núcleo halo é 11 Li , que tem meia-vida de 8,6 ms. Ele contém um núcleo de 3 prótons e 6 nêutrons e um halo de dois nêutrons independentes e fracamente ligados. Ele decai em 11 Be pela emissão de um antineutrino e um elétron. Seu raio de massa de 3,16 fm é próximo ao de 32 S ou, ainda mais impressionante, de 208 Pb , ambos núcleos muito mais pesados.
A confirmação experimental de halos nucleares é recente e contínua. Candidatos adicionais são suspeitos. Vários nuclídeos incluindo 9 B, 13 N e 15 N são calculados para ter um halo no estado excitado, mas não no estado fundamental .
Lista de nuclídeos conhecidos com halo nuclear
Os núcleos que têm uma auréola de neutrões incluem 11 Be e 19 C . Um halo de dois neutrões é exibido por 6 Ele , 11 Li , 17 B , 19 B e 22 C .
Os núcleos do halo de dois nêutrons se dividem em três fragmentos e são chamados de borromeus por causa desse comportamento, de forma análoga a como todos os três anéis borromeanos estão ligados, mas não há dois que compartilhem uma ligação. Por exemplo, o núcleo halo de dois nêutrons 6 He (que pode ser considerado como um sistema de três corpos consistindo em uma partícula alfa e dois nêutrons) está ligado, mas nem 5 He nem o dineutron estão. 8 He e 14 Be exibem um halo de quatro nêutrons.
Os núcleos que têm uma auréola de protões incluem 8 B e 26 P . Um halo de dois protões é exibido por 17 Ne e 27 S . Espera-se que os halos de prótons sejam mais raros e instáveis do que os halos de nêutrons por causa das forças repulsivas do (s) próton (s) em excesso.
Número atômico |
Nome | # de isótopos de halo nuclear |
Isótopos de halo nuclear |
Composição Halo |
Meia-vida (ms) |
---|---|---|---|---|---|
2 | hélio | 2 |
hélio-6 hélio-8 |
2 nêutrons 4 nêutrons |
801 (10) 119,1 (12) |
3 | lítio | 1 | lítio-11 | 2 nêutrons | 8,75 (14) |
4 | berílio | 2 |
berílio-11 berílio-14 |
1 nêutron 4 nêutrons |
13810 (80) 4,35 (17) |
5 | boro | 3 |
boro-8 boro-17 boro-19 |
1 próton 2 nêutrons 4 nêutrons |
770 (3) 5,08 (5) 2,92 (13) |
6 | carbono | 2 |
carbon-19 carbon-22 |
1 nêutron 2 nêutrons |
49 (4) 6,1+1,4 -1,2 |
10 | néon | 1 | neon-17 | 2 prótons | 109,2 (6) |
15 | fósforo | 1 | fósforo-26 | 1 próton | 43,7 (6) |
16 | enxofre | 1 | enxofre-27 | 2 prótons | 15,5 (15) |
Veja também
Referências
Leitura adicional
- Nörtershäuser, W .; Tiedemann, D .; Žáková, M .; Andjelkovic, Z .; Blaum, K .; Bissell, ML; Cazan, R .; Drake, GWF; Geppert, Ch .; Kowalska, M .; Krämer, J .; Krieger, A .; Neugart, R .; Sánchez, R .; Schmidt-Kaler, F .; Yan, Z.-C .; Yordanov, DT; Zimmermann, C. (2009). "Nuclear Charge Radii ofBe7,9,10and the One-Neutron Halo NucleusBe11". Cartas de revisão física . 102 (6): 062503. arXiv : 0809.2607 . Bibcode : 2009PhRvL.102f2503N . doi : 10.1103 / PhysRevLett.102.062503 . PMID 19257582 . S2CID 24357745 .
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"Núcleo Atômico com Halo: Pela Primeira Vez, Cientistas Medem o Tamanho de um Halo de Um Neutron com Lasers " .
As medições revelaram que a distância média entre os halo nêutrons e o núcleo denso do núcleo é de 7 femtômetros. Assim, o halo nêutron está cerca de três vezes mais distante do núcleo denso do que o próton mais externo, uma vez que o próprio núcleo tem um raio de apenas 2,5 femtômetros.
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( ajuda ) - Marqués, FM; Labiche, M .; Orr, NA; Angélique, JC; Axelsson, L .; Benoit, B .; Bergmann, UC; Borge, MJG; Catford, WN; Chappell, SPG; Clarke, NM; Costa, G .; Curtis, N .; d'Arrigo, A .; De Góes Brennand, E .; De Oliveira Santos, F .; Dorvaux, O .; Fazio, G .; Freer, M .; Fulton, BR; Giardina, G .; Grévy, S .; Guillemaud-Mueller, D .; Hanappe, F .; Heusch, B .; Jonson, B .; Le Brun, C .; Leenhardt, S .; Lewitowicz, M .; et al. (2002). "Detecção de aglomerados de nêutrons". Physical Review C . 65 (4): 044006. arXiv : nucl -ex / 0111001 . Bibcode : 2002PhRvC..65d4006M . doi : 10.1103 / PhysRevC.65.044006 . S2CID 37431352 .