Physicists uncover island of inversion in balanced molybdenum nucleus

An international team of scientists has identified an unexpected Island of Inversion in molybdenum-84, a nucleus with equal numbers of protons and neutrons. This discovery challenges previous beliefs that such regions occur only in neutron-rich isotopes. The finding reveals new insights into nuclear deformation and fundamental forces.

Nuclear physicists have long understood Islands of Inversion as regions where atomic nuclei deviate from expected structures, becoming highly deformed due to the breakdown of magic numbers. These areas were previously observed only in unstable, neutron-rich isotopes such as beryllium-12, magnesium-32, and chromium-64, all far from natural stability.

In a recent study, researchers from institutions including the Center for Exotic Nuclear Studies at the Institute for Basic Science, University of Padova, Michigan State University, and University of Strasbourg examined molybdenum isotopes along the N=Z line. They focused on molybdenum-84 (Z=42, N=42) and molybdenum-86 (Z=42, N=44), which are difficult to produce and study.

Using rare isotope beams at Michigan State University, the team accelerated molybdenum-92 ions and collided them with a beryllium target to generate molybdenum-86 fragments. An A1900 separator isolated these, and the beam was then directed at a second target, where some nuclei shed two neutrons to form molybdenum-84. As the excited nuclei relaxed, they emitted gamma rays captured by the GRETINA detector array and the TRIPLEX instrument, measuring lifetimes in picoseconds.

Analysis, supported by GEANT4 simulations, revealed stark differences. Molybdenum-84 exhibits extensive collective motion through an 8-particle-8-hole excitation, leading to strong deformation. This arises from proton-neutron symmetry and a narrowed shell gap at N=Z=40, facilitated by three-nucleon forces—interactions not replicable with two-nucleon models alone. In contrast, molybdenum-86 shows milder 4-particle-4-hole excitations and remains less deformed.

This positions molybdenum-84 within a new Isospin-Symmetric Island of Inversion, the first in a proton-neutron symmetric system. The results, published in Nature Communications in 2025, underscore the role of multi-nucleon interactions in nuclear structure.

Articles connexes

Realistic depiction of atoms dynamically moving before radiation-driven decay in a groundbreaking 'atomic movie' by scientists.
Image générée par IA

Des chercheurs créent un « film atomique » montrant comment les atomes se déplacent avant une désintégration induite par rayonnement

Rapporté par l'IA Image générée par IA Vérifié par des faits

Des scientifiques de l'Institut Fritz Haber de la Société Max Planck et leurs collaborateurs internationaux affirment avoir reconstitué un « film » en temps réel du mouvement des atomes pendant une durée allant jusqu'à une picoseconde avant un événement de désintégration médiée par transfert d'électrons (ETMD), montrant que le mouvement et la géométrie nucléaires peuvent fortement influencer le moment où la désintégration se produit et ce qu'elle génère.

Des physiciens nucléaires de l'Université du Tennessee ont réalisé trois découvertes clés sur le processus de capture rapide de neutrons qui forme des éléments lourds comme l'or lors d'événements stellaires. Leur recherche, menée à l'installation ISOLDE du CERN, clarifie la désintégration des noyaux atomiques instables. Les résultats, publiés dans Physical Review Letters, pourraient affiner les modèles de formation des éléments dans l'univers.

Rapporté par l'IA

Une équipe internationale de chercheurs a détecté des signes d'un rare noyau mésique η′, une particule éphémère piégée à l'intérieur d'un noyau atomique. Cet état exotique, observé lors d'une expérience de haute précision, suggère que la masse du méson η′ diminue dans la matière nucléaire dense. Cette découverte pourrait éclairer la manière dont la matière acquiert sa masse à travers la structure du vide spatial.

Des chercheurs ont produit une molécule exotique ressemblant à un papillon, avec des ailes d'électrons, en combinant des atomes de rubidium géants et de taille normale. Cette réalisation conclut deux décennies de recherches sur une famille de molécules géantes et pourrait permettre de nouvelles avancées dans le domaine de la science quantique.

Rapporté par l'IA

Des scientifiques du Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf ont découvert des états de Floquet jusqu'alors inconnus au sein de vortex magnétiques extrêmement petits, en utilisant une énergie minimale issue d'ondes magnétiques. Cette découverte, qui remet en question les hypothèses précédentes, pourrait créer un lien entre l'électronique, la spintronique et les technologies quantiques. Les résultats sont publiés dans la revue Science.

Ce site utilise des cookies

Nous utilisons des cookies pour l'analyse afin d'améliorer notre site. Lisez notre politique de confidentialité pour plus d'informations.
Refuser