En internationell forskargrupp har identifierat en oväntad inverteringsö i molybden-84, en kärna med lika många protoner som neutroner. Upptäckten utmanar tidigare uppfattningar om att sådana regioner endast förekommer i neutronrika isotoper. Resultatet ger nya insikter i kärndeformation och grundläggande krafter.
Kärnfysiker har länge förstått inverteringsöar som regioner där atomkärnor avviker från förväntade strukturer och blir högt deformerade på grund av nedbrytningen av magiska tal. Dessa områden har tidigare endast observerats i instabila, neutronrika isotoper som beryllium-12, magnesium-32 och krom-64, alla långt från naturlig stabilitet. nnI en nylig studie undersökte forskare från institutioner inklusive Center for Exotic Nuclear Studies vid Institute for Basic Science, University of Padova, Michigan State University och University of Strasbourg molybdenisotoper längs N=Z-linjen. De fokuserade på molybden-84 (Z=42, N=42) och molybden-86 (Z=42, N=44), som är svåra att producera och studera. nnMed hjälp av sällsynta isotopstrålar vid Michigan State University accelererade teamet molybden-92-joner och kolliderade dem med ett berylliummål för att generera molybden-86-fragment. En A1900-separator isolerade dessa och strålen dirigerades sedan mot ett andra mål, där vissa kärnor fällde av två neutroner för att bilda molybden-84. När de exciterade kärnorna slappnade av emitterade de gammastrålar som fångades upp av GRETINA-detektorarrayen och TRIPLEX-instrumentet, vilka mätte livstider i pikosekunder. nnAnalysen, understödd av GEANT4-simuleringar, avslöjade tydliga skillnader. Molybden-84 uppvisar omfattande kollektiv rörelse genom en 8-partikel-8-hål-excitation, vilket leder till stark deformation. Detta uppstår från proton-neutron-symetri och en insnävad skalglapp vid N=Z=40, möjliggjord av tre-nukleonkrafter – interaktioner som inte kan återskapas med två-nukleonmodeller ensamma. I kontrast visar molybden-86 mildare 4-partikel-4-hål-excitationer och förblir mindre deformerad. nnDetta placerar molybden-84 i en ny isospin-symmetrisk inverteringsö, den första i ett proton-neutron-symmetriskt system. Resultaten, publicerade i Nature Communications 2025, understryker rollen för multinukleoninteraktioner i kärnstrukturen.
