Νέο άρθρο ανασκόπησης των δομικών ιδιοτήτων των ισοτόπων Υττερβίου

Στο άρθρο με τίτλο “A study of some aspects of the nuclear structure in the even–even Yb isotopes” [1] με κύριο συγγραφέα την υποψήφια διδάκτορα του Τμήματος Φυσικής, κ. Αικατερίνη Ζυρίλιου, γίνεται μια ευρεία ανασκόπηση των ιδιοτήτων της πυρηνικής δομής των άρτιων-άρτιων ισοτόπων του Υττερβίου (₇₀Yb).

Το Yb με 70 πρωτόνια βρίσκεται στην περιοχή των σπάνιων γαιών και είναι ένας από τους πυρήνες με μεγάλη παραμόρφωση εμφανίζοντας χαρακτηριστικές περιστροφικές ιδιότητες. Τα δομικά χαρακτηριστικά των ισοτόπων δεν είναι εν γένει γνωστά, ιδιαίτερα για τα εξωτικά ισότοπα του Υττερβίου με μεγάλους αριθμούς νετρονίων. Η κατανόηση της πυρηνικής δομής σε αυτή την περιοχή μαζών έχει βαρύνουσα σημασία καθώς βοηθά στην ακριβή περιγραφή των θεμελιωδών δυνάμεων που διαμορφώνουν τα ισότοπα, αλλά και καθορίζουν την εξέλιξη εκτεταμένων δικτύων πυρηνικών αντιδράσεων που συμβαίνουν σε έντονα αστροφυσικά περιβάλλοντα (π.χ. διεργασία s).

Το άρθρο ανασκόπησης αποτελεί μια συγκριτική μελέτη 9 διαφορετικών θεωρητικών μοντέλων και όλων των διαθέσιμων πειραματικών δεδομένων για τα ισότοπα του Yb με μαζικό αριθμό Α=164-180. Τα αποτελέσματα για τις ενέργειες χαμηλοενεργειακών σταθμών της βασικής ζώνης διέγερσης (ground state band), τις τετραπολικές ροπές (Q), τις παραμέτρους παραμόρφωσης και για τις ηλεκτρικές πιθανότητες μετάπτωσης Β(Ε2; 0⁺->2⁺) αποτελούν σημαντικά εργαλεία για τη μελέτη της πυρηνικής δομής των ισοτόπων, καθώς μέσω αυτών μπορεί να εκτιμηθεί η παραμόρφωση, το σχήμα, αλλά και οι συμμετρίες των συγκεκριμένων πυρήνων.

Η εφαρμογή νέων θεωρητικών μοντέλων όπως η Proxy- και Pseudo-SU(3), καθώς και τα πρωτότυπα αποτελέσματα με το μοντέλο ΙΒΜ-1 (Interacting Boson Model-1) επεκτείνουν τους υπολογισμούς σε ισότοπα του Yb με μεγάλο αριθμό νετρονίων και δίνουν απαντήσεις για ανοιχτά ερωτήματα σε ανεξερεύνητες περιοχές όπου αναμένεται η εμφάνιση εξωτικών σχημάτων, αλλά και η συνύπαρξη σχημάτων στους πυρήνες (shape coexistence).

Η εργασία είναι αποτέλεσμα διαρκούς συνεργασίας του τμήματος Φυσικής του ΕΚΠΑ (ομάδα NuSTRAP), του Ινστιτούτου Πυρηνικής και Σωματιδιακής Φυσικής του ΕΚΕΦΕ «Δ» και του Institute of Nuclear Research and Nuclear Energy της Βουλγαρίας.

Αναφορές

[1] A. Zyriliou, T. J. Mertzimekis, A. Chalil, P. Vasileiou, E. Mavrommatis, D. Bonatsos, A. Martinou, S. Peroulis, N. Minkov, Eur. Phys. J. Plus, 137, 352 (2022), doi: 10.1140/epjp/s13360-022-02414-2