Szenzációs hiányt fedeztek fel Debrecenben

Egy nemzetközi kutatócsoport buborékszerű protoneloszlást mutatott ki a 34-es tömegszámú neutrontöbbletes szilíciumizotópban. A központi protonsűrűség ennél az izotópnál majdnem csak fele annak, mint az atommag külső részein, míg a neutronsűrűség egyenletes. A radioaktívion-nyalábon végzett kísérletben nyert adatok feldolgozásában az MTA Atomki kutatói is részt vettek.

Érdekes üresség

A természetben többször előfordul atomokból vagy atomi klaszterekből álló mikroszkopikus rendszerek esetén, hogy buborékszerű szerkezetet mutatnak, azaz a közepükben a sűrűségük kicsi, vagy legalábbis erősen lecsökkent. A legismertebb ilyen rendszerek a szénatomokból álló fullerénmolekulák, amelyekben a központi sűrűség extrém kicsi: belül gyakorlatilag üresek.

Az atommagokra vonatkozó klasszikus folyadékcseppmodell szerint az erősen lecsökkent központi sűrűség esetükben nem fordulhat elő. A protonok és neutronok csak a közvetlen szomszédaikkal vannak kölcsönhatásban, így az atommagban mint folyadékcseppben állandó az anyagsűrűség. Ezt az elképzelést a stabil atommagokra történő, nagy precizitású elektronszórásos kísérletek is megerősítették.

Az atommagok másik alapvető modellje, a héjmodell szerint a nukleonok az atomi elektronokhoz hasonlóan pályákon helyezkednek el, amelyek térben különböző kiterjedésűek lehetnek. Ebből a modellből kiindulva elméleti szakemberek már viszonylag korán felvetették, hogy ha egy atommagban a központi térfogatban elhelyezkedő gömbszimmetrikus magpályák nincsenek betöltve, míg a külső területeken elhelyezkedők igen, akkor belül nagy sűrűséghiány keletkezik, és buborékszerű szerkezet alakul ki. Ugyanakkor a nukleonok közötti korrelációk eltüntethetik ezt a jelenséget.

Radioaktívion-nyalábos kísérleteket a használt berendezések bonyolultsága miatt 20-50 fős nemzetközi kollaborációk végeznek. A Magyar Tudományos Akadémia Atommagkutató Intézet fizikusai 2000 óta vesznek részt a radioaktív nyalábokon végzett magszerkezet-kutatásokban.