Le noyau précédemment inconnu en aluminium-20 a été observé pour la première fois en détectant ses désintégrations en vol.
Actuellement, plus de 3 300 nucléides sont connus, mais moins de 300 sont stables et existent naturellement. Les autres sont des nucléides instables qui subissent une désintégration radioactive.
Des modes de désintégration courants, tels que la désintégration α, la décroissance β-pourade, la désintégration β +, la capture d’électrons, le rayonnement γ et la fission, ont été découvertes au milieu du 20e siècle.
Au cours des dernières décennies, en raison de l’énorme développement des installations expérimentales de physique nucléaire et des technologies de détection, les scientifiques ont découvert plusieurs modes de désintégration exotiques dans l’étude des noyaux loin de la stabilité, en particulier dans les noyaux déficientes en neutrons.
Dans les années 1970, les scientifiques ont découvert la radioactivité à proton unique, où les noyaux se décomposent en émettant un proton.
Au 21e siècle, la radioactivité à deux proton a été trouvée dans les désintégrations de certains noyaux extrêmement déficients en neutrons.
Ces dernières années, des phénomènes de désintégration encore plus rares tels que des émissions de trois, quatre et cinq proton ont été observées.
« L’aluminium-20 est l’isotope en aluminium le plus léger qui a été découvert jusqu’à présent », a déclaré le Dr Xiaodong Xu, physicien de l’Institut de physique moderne de l’Académie chinoise des sciences.
« Situé au-delà de la ligne d’égouttement des protons, il a sept neutrons de moins que l’isotope en aluminium stable. »
En utilisant une technique de décroissance en vol au séparateur de fragments du GSI Helmholtz Center for Heavy Ion Research, les physiciens ont mesuré les corrélations angulaires des produits de désintégration de l’aluminium-20.
Grâce à une analyse détaillée des corrélations angulaires, ils ont constaté que l’état fondamental de l’aluminium-20 se désintègre d’abord en émettant un proton à l’état fondamental intermédiaire du magnésium-19, suivi d’une décadence subséquente de l’état fondamental du magnésium-19 via une émission simultanée à deux proton.
L’aluminium-20 est le premier émetteur à trois proton observé où son noyau fille de décroissance à une proton est un noyau radioactif à deux proton.
Les chercheurs ont également constaté que l’énergie de désintégration de l’état fondamental de l’aluminium-20 est significativement plus petite que les prédictions déduites de la symétrie isospin, indiquant une éventuelle symétrie isospin brisant en aluminium-20 et son partenaire miroir Neon-20.
Cette constatation est soutenue par des calculs théoriques de pointe qui prédisent que la parité du spin de l’état fondamental de l’aluminium-20 diffère de la parité du spin de l’état fondamental néon-20.
«Cette étude fait progresser notre compréhension des phénomènes de protons-émission et donne un aperçu de la structure et de la décroissance des noyaux au-delà de la gamme de protons», a déclaré le Dr Xu.
