CNA

Centro Nacional de Aceleradores

Expertos en Física Nuclear del CNA analizan núcleos exóticos en instalaciones del CERN

Miembros del CNA (Universidad de Sevilla-Junta de Andalucía-CSIC), en el marco de una colaboración internacional, han participado en experimentos en la instalación REX-ISOLDE del CERN para conocer más a fondo la estructura nuclear de los núcleos exóticos 8Li y 9Li.

El REX-ISOLDE es un post-acelerador de las instalaciones ISOLDE del CERN dedicada a experimentos con haces de iones radioactivos. La instalación ISOLDE produce una gran variedad de haces de iones radioactivos para distintos tipos de experimentos en campos tan variados como la física atómica, nuclear, estado sólido o ciencias de materiales.

Se denominan núcleos exóticos aquellos núcleos que se encuentran muy lejos del valle de estabilidad y que por su naturaleza o propiedades no se espera que en un principio les sea posible aplicarles una descripción en los mismos términos que a los núcleos estables o ligeramente fuera del valle de estabilidad.

El método de las reacciones de transferencia, usando proyectiles ligeros sobre blancos pesados, se viene empleando desde hace tiempo como herramienta espectroscópica para estudiar la estructura nuclear. Usando distribuciones angulares se puede extraer información sobre la transferencia de momento angular, permitiendo obtener datos talos como el espín o la paridad.

Dada la posibilidad que otorga este tipo de estudios, resulta de interés intentar aumentar el alcance de los mismos a núcleos lejos de la estabilidad. Por tanto, los experimentos de reacciones de transferencia son desarrollados en instalaciones que disponen de haces de iones radioactivos de baja energía.

El estudio desarrollado ha consistido en el análisis de isótopos de litio ricos en neutrones en las instalaciones de ISOLDE ubicadas en el CERN. Para ello se generó un haz de iones 8Li+1 que fue separado en masa mediante el Separador en Alta Resolución. Finalmente, el haz de iones fue acelerado mediante el acelerador lineal REX-ISOLDE hasta 3.15MeV/nucleón.

La identificación de las partículas se efectuó en un detector de tipo telescopio, que permite la distinción entre protones, deuterones, tritio y partículas α.

Los resultados permiten obtener la probabilidad de que se transfiera un neutrón del proyectil (8Li) a un blanco de deuterio, para distintos valores del ángulo de dispersión.  Estos datos experimentales se han comparado con sofisticados cálculos mecánico cuánticos, que incluyen la probabilidad de que los núcleos colisionantes se fragmenten durante la colisión.

La comparación de los cálculos con los datos experimentales permite obtener los factores espectroscópicos de estos núcleos, que miden la probabilidad de que un estado concreto de 9Li aparezca como un estado de 8Li acoplado a un neutrón.