Nuclei aureolati

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Titolo originale:

Halo Nuclei

Contenuto del libro:

Sebbene gli aloni di neutroni siano stati scoperti 30 anni fa, questo è il primo libro scritto sull'argomento di questa forma esotica di nuclei che tipicamente contengono molti più neutroni degli isotopi stabili di questi elementi. Fornisce una descrizione introduttiva dell'alone e delinea la scoperta e le prove della sua esistenza. Discute inoltre i diversi modelli teorici della struttura dell'alone, nonché i modelli e le tecniche della teoria delle reazioni che ci hanno permesso di studiare l'alone. Il testo è scritto a un livello accessibile agli studenti che iniziano un dottorato di ricerca in fisica nucleare.

I nuclei aureolati sono una forma esotica di nuclei atomici che contengono in genere molti più neutroni rispetto agli isotopi stabili di questi elementi. Per fare un esempio famoso, un atomo dell'elemento litio ha tre elettroni che orbitano attorno a un nucleo con tre protoni e, di solito, 3 o 4 neutroni. La differenza nel numero di neutroni dà origine a due diversi isotopi del litio, Li6 e Li7. Ma se si continuano ad aggiungere neutroni al nucleo si arriva al Li11, con ancora 3 protoni (che significa che è litio) ma con 8 neutroni. Questo nucleo è così ricco di neutroni che gli ultimi due sono legati molto debolmente al resto del nucleo (un nucleo Li9). Ciò che accade è un effetto meccanico quantistico: i due neutroni esterni fluttuano al di là del resto del nucleo nucleare a una distanza che va oltre la portata della forza che li tiene legati al nucleo. Questo è assolutamente controintuitivo. Significa che il nucleo appare come un nucleo più una nube diffusa ed estesa di probabilità di neutroni: l'alone.

L'autore del libro, Jim Al-Khalili, è un teorico che ha pubblicato alcuni degli articoli chiave sulla struttura dell'alone a metà e alla fine degli anni '90 ed è stato il primo a determinarne le reali dimensioni. Questa monografia si basa su articoli di revisione da lui scritti sui modelli matematici utilizzati per determinare la struttura dell'alone e sulle reazioni utilizzate per modellare tale struttura.